Cu2O骸晶的制备及其光催化性能探讨

以醋酸铜为原料,NaOH为添加剂,谷氨酸与山梨醇1∶1混合作为还原剂,在水热条件下获得了八面体晶面空洞的Cu_2O晶体。采用XRD,SEM以及紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis)进行表征,探讨了Cu_2O骸晶的形成条件及对光催化的影响。分析认为,谷氨酸与山梨醇混合使得溶液中Cu~(2+)被大量还原为Cu~+,溶液极度饱和,晶体边缘快速生长而晶面生长缓慢,形成了Cu_2O骸晶形貌,Cu_2O骸晶的光催化性能较光滑的八面体晶形更加优越。     

砷酸对ZTS溶液稳定性及晶体生长的影响

以提高ZTS溶液稳定性和进一步探索其晶体生长的较佳条件为目的,选择砷酸为添加剂,通过溶液亚稳区宽度和诱导期的测定探索了砷酸对ZTS溶液稳定性的影响,采用水溶液降温法在砷酸不同添加浓度条件下进行了ZTS晶体生长实验。结果表明,ZTS溶液稳定性随着砷酸浓度的增大而增大,且砷酸的添加使ZTS晶体的a轴向生长速度明显加快,晶体形貌也有很大变化,晶面数目大幅减少,但晶体的晶胞参数会因微量的砷酸根离子的掺入略微增大。     

高温氧化物晶体界面非稳定性研究

设计了一套模拟实验,以获得关于晶体形态和界面非稳定性的差异的可靠数据,如高温溶液生长的骸晶和枝蔓晶．这些实验是在高温实时观察装置（ＨＩＴＩＳＯＴ）内进行的．高温溶液晶体生长实验是在环形铂金丝炉圈内进行的．炉圈直径为２ｍｍ．铂金丝既起加热又起支撑熔体的作用．选用ＫＮｂＯ_３和Ｌｉ_２Ｂ_４Ｏ_７的混合物进行晶体生长实验．在只存在扩散机制的快速生长过程中,会形成不同的晶体不完整性,如晶面凹坑、骸晶和枝蔓晶．采用淬火实验以分辨不同的ＫＮｂＯ_３晶体形态,并用扫描电镜研究Ｌｉ_２Ｂ_４Ｏ_７溶体中ＫＮｂＯ_３晶体生长的形貌．在一般情况下,当晶体在气液界面附近液相区成核时,会产生晶体界面非稳定性．导致晶体形状不稳定的溶液层的厚度为６０μｍ．通过扫描电镜观察,发现晶体在这一溶液层中由多面体晶变为枝蔓晶．骸晶和枝蔓晶的各向异性反映了ＫＮｂＯ_３的立方特性,也反映了界面非稳定性是沿［１１０］晶棱扩大的,［１１０］晶棱方向的分支证实了晶体生长形状的各向异性·形成界面非稳定性的临界尺寸为１０μｍ．与此相反,中持稳定的晶面形状是通过６０μｍ厚度以下的溶液内的晶体生长来实现的．晶体生长过程是由高温实时观察装置进行实时观察和记录的,并能观察到晶体固液     

对流效应和溶质浓度对KNbO3晶体界面形貌稳定性的影响

研究了在不同对流形态对KNbO3晶体生长形貌的影响。在温度梯度较小的扩散-平流区域,晶体以枝蔓晶的形态生长;而在温度梯度的较大的扩散-对流区域,生长出的晶体呈现光滑晶面。通过测定不同区域KNbO3晶体界面附近的溶质浓度分布,从对流效应降低晶体界面附近的溶质浓度分布的不均匀性的角度研究了对流效应对晶体界面形貌稳定性的影响,证明对流效应提高了晶体界面形貌稳定性,与晶体界面弥散度的理论计算相一致。同时解释了扩散-对流区域的晶体尺寸大于扩散-平流区域的晶体尺寸的原因。观察并定性地解释了不同溶质浓度KNbO3形成不同的界面非稳定形貌,当KNbO3重量百分比为20wt%时形成骸晶,30wt%时形成枝蔓晶。     

低维氧化锌晶面调控及催化抗菌活性研究进展

低维结构氧化锌(ZnO)作为一种典型的直接宽带隙半导体材料,具有独特的形貌可调性、优异的催化活性和良好的生物相容性,在长效抗菌、催化降解和能源转化等领域受到较多关注。大量研究表明,通过制备方法的设计,可以得到球、棒、针、片、带、管和多面体等形貌各异的低维ZnO晶体材料,而不同的形貌结构对其宏观性质具有显著的影响,甚至直接导致了材料在应用领域上的差异。因此,低维ZnO晶体材料的形貌结构调控对于其应用而言至关重要。ZnO丰富的形貌特征源于其晶体生长的各向异性。在ZnO晶体生长过程中,反应体系中的各种因素(如溶剂、成核剂、添加剂等)均可能对晶体生长产生影响,促使晶体沿不同晶向生长。因此,反应条件不仅能够影响ZnO的形貌,更重要的是,其表面的暴露晶面也会随之变化。而ZnO不同暴露晶面上的原子排布、原子密度和表面悬挂键等都不尽相同,这使得其性质和功能会出现显著差异。通过控制ZnO的形貌结构、晶体取向和暴露晶面等能够有效提高其稳定性、催化活性和选择性吸附等能力,并进一步实现对材料物理/化学性质的调控。随着制备技术和模拟计算的不断发展,现阶段对于ZnO暴露晶面的调控方法大致可分为晶面吸附法、晶种诱导法、溶剂调节法和晶面刻蚀法四种。其中前三种均属于自下而上的合成法,在ZnO晶体的成核和生长过程中,通过引入吸附剂、晶种或改变溶剂,来控制目标晶体特定晶面的结晶、生长,从而实现晶体形貌和暴露晶面的调控;而晶面刻蚀法是一种自上而下的制备方法,利用ZnO晶体自身各向异性所带来的晶面活性差异来选择性刻蚀高活性晶面,得到所需的暴露晶面。通过上述方法,研究者能够实现对ZnO晶体形貌和暴露晶面的可控制备,并在此基础上进一步研究ZnO暴露晶面与催化抗菌活性间的规律和机制。为了更好地指导ZnO系列结构的功能调控,本文综述了ZnO晶面调控方法及其对催化抗菌活性影响的研究进展,重点归纳了在低维结构ZnO生长过程中,通过不同制备方法来实现对ZnO特定暴露晶面调控的研究进展,并进一步总结了暴露晶面的调控对于ZnO在光照和无光条件下催化抗菌活性的研究现状。最后,对晶面调控低维结构ZnO今后的研究方向与亟待解决的学术难题进行了讨论。     

硫酸盐类晶体中[SO_4]~(2-)四面体的结晶方位与晶体的形貌

本文从硫酸盐类晶体中负离子配位多面体的结晶方位和相互联结的稳定性出发，探讨了硫酸盐类晶体中[SO4]2-结晶方位与晶体结晶形貌之间的关系;认为[SO4]2-四面体与金属阳离子（Ba2 、Ca2 、Mg2 …）结合时，由于晶体结构和生长条件（如温度、过饱和度等）的不同，在晶体各族晶面上的叠合速率和取向不同;晶体的结晶形貌迥然有别.晶体的结晶形貌与[SO4]2-四面体在晶体中的结晶方位密切相关，四面体的面和棱的法线（L2）所对向的晶面，生长速率慢，顽强显露，均属晶体的板面;四面体的顶角所指向的晶面，生长速率快，显露面积小，经常消失.     

对流效应和溶质浓度对KNbO_3晶体界面形貌稳定性的影响

研究了在不同对流形态对ＫＮｂＯ３晶体生长形貌的影响．在温度梯度较小的扩散－平 流区域,晶体以枝蔓晶的形态生长;而在温度梯度较大的扩散－对流区域,生长出的晶体呈现 光滑晶面．通过测定不同区域ＫＮｂＯ３晶体界面附近的溶质浓度分布,从对流效应降低晶体界 面附近的溶质浓度分布的不均匀性的角度研究了对流效应对晶体界面形貌稳定性的影响,证明 对流效应提高了晶体界面形貌稳定性,与晶体界面弥散度的理论计算结果相一致．同时解释了 扩散－对流区域的晶体尺寸大于扩散－平流区域的晶体尺寸的原因．观察并定性地解释了不同 溶质浓度ＫＮｂＯ３形成不同的界面非稳定形貌,当 ＫＮｂＯ３重量百分比为２０ｗｔ％时形成骸晶, ３０ｗｔ％时形成枝蔓晶．     

水热法合成ZnO单晶生长工艺研究

采用水热温差法进行ZnO晶体的生长研究,分析在不同温度压力和矿化剂条件下分别合成几十纳米ZnO晶体和径向尺寸和高度到毫米级的ZnO晶体的生长工艺,探讨了晶体不同晶面生长速度和质量的一般规律及晶体生长机制.     

钨酸盐晶体中负离子配位多面体的结晶方位与晶体的形貌

钨酸盐类晶体是重要的闪烁晶体．本文从钨酸盐类晶体中负离子配位多面体的结晶方位和相互联结的稳定性出发，探讨了钨酸盐类晶体中[WO4]2-等负离子配位多面体的结晶方位与晶体结晶形貌之间的关系；认为[WO4]2-四面体与金属阳离子（Ca2＋，Pb2＋，Zn2＋）结合时，由于晶体结构和生长条件（如籽晶取向等）的不同，在晶体各族晶面上的叠合速率和结构取向不同，晶体的结晶形貌迥然有别；四面体的面和梭的法线（L2）所对向的晶面，生长速率慢，顽强显露，均属晶体的板面；四面体的顶角所指向的晶面，生长速率快，显露面积小，经常消失．由此可以合理解释钨酸铅等闪烁晶体的生长特征．最后对ABO4型晶体的结构及习性特征进行了总结归纳．     

不同运动方式KDP单晶生长流动与物质输运数值分析

针对两种不同运动方式下的KDP单晶生长,进行了流动与物质输运模拟.分析和比较了不同运动方式下,晶面附近溶液流动及晶面过饱和度分布特征.研究了晶体尺寸对晶面过饱和度场的影响.结果表明:二维运动法中,晶面遭受的水动力学条件较为复杂,使得其过饱和度分布不如转晶法规则;二维运动法锥面过饱和度明显高于转晶法;单位周期内,转晶法晶面平均过饱和度存在较大波动,而二维运动法过饱和度随时间变化较小;总体上看,小尺寸晶体时,二维运动法晶面过饱和度梯度小于转晶法;大尺寸晶体时,二维运动法晶面过饱和度梯度大于转晶法.     

不同运动方式KDP单晶生长流动与物质输运数值分析

针对两种不同运动方式下的KDP单晶生长,进行了流动与物质输运模拟。分析和比较了不同运动方式下,晶面附近溶液流动及晶面过饱和度分布特征。研究了晶体尺寸对晶面过饱和度场的影响。结果表明:二维运动法中,晶面遭受的水动力学条件较为复杂,使得其过饱和度分布不如转晶法规则;二维运动法锥面过饱和度明显高于转晶法;单位周期内,转晶法晶面平均过饱和度存在较大波动,而二维运动法过饱和度随时间变化较小;总体上看,小尺寸晶体时,二维运动法晶面过饱和度梯度小于转晶法;大尺寸晶体时,二维运动法晶面过饱和度梯度大于转晶法。     

二维平移法小尺寸KDP单晶生长溶液流动与传质模拟

二维平移法是一种新型的晶体生长方法.在该方法中,晶体不再作正反转运动,而是沿着特定轨迹作周期性的平移运动.本工作对二维平移法小尺寸磷酸二氢钾(KDP)单晶生长过程进行了数值模拟研究,获得了不同平移速度、不同平移距离以及不同迎流角度下晶体附近溶液流动与晶面过饱和度分布.结果表明:增加平移速度,晶面过饱和度随之增加,但流场结构并无明显变化;增大平移距离,晶面的过饱和度反而降低,标准差则有逐渐增大的趋势,这不利于提高过饱和度均匀性;不同迎流角度下,柱面的过饱和度分布差异较大,对流的不对称性也更加明显,当迎流角度为45°时,对晶体生长更有利.此外,台阶推移结果表明,不均匀的过饱和度会造成台阶弯曲和聚并,二维平移法更利于台阶稳定推移,有望提高形貌稳定性和晶体质量.     

水热法合成红宝石晶体的实验研究

本文描述了水热法合成红宝石的实验研究过程.合成的红宝石晶体呈厚板状,(2243)、(1011)、(0001)等晶面显露,颜色为红色略带玫瑰色的鲜红色,二色性强,晶体完整,晶莹透明.晶体生长速度为每天0.3～0.6mm.本文还讨论了籽晶片切向,致色剂形式等因素对晶体质量和颜色的影响,对晶体裂纹产生的原因及预防进行了讨论,并对水热法合成红宝石晶体的有关参数及包裹体特征进行了测试鉴定.     

Cu_2O/石墨烯复合材料的可控合成及其机理研究

以氧化石墨和醋酸铜为前驱体,采用一缩二乙二醇为溶剂和还原剂,制备了不同尺寸的Cu_2O纳米颗粒负载于石墨烯的Cu_2O/石墨烯复合材料。研究了加入蒸馏水后保持时间的不同对Cu_2O颗粒尺寸的影响。结果表明:随着保持时间的延长,负载于石墨烯的Cu_2O颗粒尺寸逐渐变小;当保持时间为30min或更长时间时,Cu_2O颗粒的尺寸减小到4nm,并且不再减小。由此提出了Cu_2O纳米颗粒在石墨烯表面异相成核的生长机理,并采用过饱和度解释了不同尺寸Cu_2O纳米颗粒在石墨烯表面的形成过程。     

多孔腔骰子形和六足形氧化亚铜的水热合成

本工作通过水热法,采用油酸作包覆剂、乙二胺四乙酸二钠(EDTA)作配位剂、在水-乙醇碱性溶液中用葡萄糖还原醋酸铜制备出多孔腔骰子形和六足形氧化亚铜(Cu_2O)微米晶。通过控制NaOH加入量、油酸和NaOH的加入量、醋酸铜和葡萄糖的加入量和水/乙醇体积比,可以分别控制Cu_2O的形貌,从而得到骰子形和六足形的氧化亚铜。     

无水钾明矾熔盐法合成α-Al_2O_3片晶实验研究

以无水钾明矾为原料,K2SO4为熔盐介质,成功制备出片状α-Al2O3晶体。通过改变反应温度、恒温反应时间、熔盐用量及外加剂TiO2的掺入量,考察实验条件对α-Al2O3晶体生长及微观形貌的影响。结果表明,当反应体系中KAl(SO4)2与K2SO4物质的量比为1∶2,在1200℃反应6h后,可制得直径约为20μm、厚度为200nm的六方片状α-Al2O3单晶;外加剂TiO2的加入提高了晶体的各向异性,对六方片状α-Al2O3晶体的均匀形成具有促进作用。     

人工烟水晶X射线形貌

本文应用 X 射线衍射形貌术对人工烟水晶中的缺陷进行了研究。结果表明:由于掺杂,晶体中缺陷明显增多;缺陷线形态也发生了变化。Y 棒晶体 Z 生长区是缺陷主要浓集区域。籽晶平面法线与晶体 Y 轴夹角为66°的晶体,籽晶两侧缺陷线形态有显著差别。随着此夹角的增大或减小,缺陷线形态出现有规律的变化。这种变化反映了人工烟水晶三方偏方面体单形结晶习性的变化。籽晶平面法线与 Y 轴交角的变化使得该单形各组锥面显露机率不同。     

金属离子对KDP晶体生长的影响

回顾了过去几年人们对金属离子对KDP晶体生长影响的研究进展,并报道了我们对Fe3+和Sn4+在不同条件对KDP晶体生长影响的定量研究结果.在低过饱和度下,Fe3+掺杂浓度＜3.0×10-5可以提高溶液的稳定性,并且对KDP晶体的生长形态和光学质量基本没有影响.同时,研究发现即使少量Sn4+的加入都可以显著地提高溶液的稳定性,但Sn4+掺杂浓度为1.0×10-5时,晶体就已经严重楔化.     

预处理对云母晶体析出机制的影响

采用高温融熔法制备SiO2-Al2O3-MgO—F系可加工玻璃陶瓷基础玻璃，应用XRD、SEM和EPMA等方法对不同预处理条件下样品晶体种类、显微组织进行分析，研究不同预处理条件下云母晶体的析出机制．结果表明：在相同组成的玻璃体系中，由于预处理条件的不同，导致了云母晶体以不同的析出机制析出，并且在不同的析出机制下，云母晶体的形态有着显著的差异．在快速升温的情况下，针状云母晶体在试样表面直接形核，相互平行的云母晶体几乎垂直于试样表面向中心长大；当试样预先在分相区处理后再加热到析晶温度时，针束状云母晶体以分相时形成的晶体为异质核心，呈相互交错方式长大；而当试样在过渡相析出区处理后再加热到析晶温度时，片状云母晶体呈相互交错状以异质外延长大机制析出。     

电流密度对甲基磺酸盐电沉积亚光锡的影响

在甲基磺酸盐电镀溶液中进行恒电流电沉积亚光锡镀层实验,考察电流密度对镀液极化性能、阴极过电位、电流效率、沉积速率及镀液分散能力的影响。利用SEM和XRD分析不同电流密度所得锡镀层的表面形貌和结晶取向。结果表明:随着电流密度增大(0.5～4A.dm-2),镀液的阴极极化增大,电流效率先增加后降低,沉积速率不断加快,但镀液分散能力有所下降;晶体由"向上生长"模式逐渐转变为"侧向生长"模式,择优取向由(321),(431)晶面转变为(112),(332)晶面;添加剂吸附在晶体表面,降低了被吸附晶面的表面自由能,使这些晶面的生长速率下降,从而改变了镀层择优取向和晶体生长的方式。