基于微机差热天平的“多途径”综合性实验的开发

本文主要介绍了开发教学实验过程中的"多途径"思维方法以及微机差热天平在开发物理化学综合性实验中的应用,重点介绍了"碳酸钙分解反应的综合热分析"和"二元凝聚物系相图的测定"两个应用实例。     

YAG:Er~(3+)纳米粉体的合成及上转换发光的研究

以稀土氧化物、硝酸铝为原料,采用溶胶-凝胶法合成了铒掺杂的钇铝石榴石(Y3Al5O12,YAG)纳米晶粉体.用X射线衍射(XRD)及傅里叶红外光谱(FTIR )确定前驱体和不同温度处理的粉末的相组成,同时表明在1200 ℃形成了结晶完全的YAG相.该粉体在波长为980 nm的半导体激光器激发下发射出中心波长为666 nm的红色上转换荧光及525 nm、556 nm的绿色上转换荧光,分别对应于Er3+离子的4F9/2 → 4I15/2,2H11/2 → 4I15/2,4S3/2 → 4I15/2跃迁.其中666 nm的上转换荧光为双光子过程,激发态吸收和能量转移是主要的上转换机制.     

ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃红外光谱的研究

通过红外光谱,对不同组成的ZnO-B2O3-SiO2体系玻璃的网络结构进行了研究,分析了ZnO-B2O3-SiO2玻璃体系的组成改变所引发的基团结构变化.结果发现:ZnO大于30%时,Zn进入B-O-Si网络形成Zn-O-B或Zn-O-Si键;ZnO含量大于40%时,形成[ZnO4]四面体;同时,ZnO含量的增加还会促使[BO3]向[BO4]的转变,以致形成高硼基团;SiO2/B2O3比增加同样会导致Zn-O-B或Zn-O-Si键以及[ZnO4]单元的数量增加,同时也会使得[BO3]向[BO4]的转变,并趋于形成高硼基团.     

YAG:Yb~(3+),Tm~(3+)纳米晶粉体的制备及其蓝色上转换发光

以稀土氧化物、硝酸铝为原料,采用溶胶-凝胶法合成了Yb3+、Tm3+共掺的钇铝石榴石(Y3Al5O12,YAG)纳米晶粉体。采用X射线衍射(XRD)确定了1200℃煅烧后的晶体粉为纯YAG结构,无杂质相,晶体尺寸约为90nm;该粉体在波长为980nm的半导体激光器激发下发射出中心波长为487nm的蓝色上转换荧光,对应于Tm3+离子的1G4→3H6的跃迁。发光强度和激发功率关系的研究揭示了其为双光子过程,Tm3+的激发态吸收及Tm3+、Yb3+间的交叉驰豫型能量传递和是该上转换发光的主要机制。     

ZrTiO4材料的合成与性能结构研究

以TiO2、ZrO2为主要原料,以MgO、SiO2、CaO为添加剂,在1 500℃、1 550℃、1 600℃各保温3 h烧成制得ZrTiO4材料,研究了各添加剂及温度对ZrTiO4材料的合成与性能的影响.试验结果发现:ZrTiO4材料较为适宜的合成温度为1550℃,各材料试样具有较高的体积密度和抗折强度.添加剂为CaO的ZT-C试样的体积密度为4.54g/cm3,抗折强度为102 MPa,适于用作高温领域的结构材料.     

玻璃结构的研究方法

玻璃结构是为了更好地了解玻璃材料的性能及行为的一个基本问题。玻璃结构可以表示为由各种类型的配位体和它们彼此之间通过连接而形成的玻璃网络体。综述了玻璃的经典结构理论,重点介绍了玻璃的物理性能(热膨胀性能、密度、玻璃转化温度和软化温度、玻璃的化学稳定性)在玻璃结构研究中的应用和概述如何使用现代测试手段(核磁共振、X射线吸收精细结构谱、红外-拉曼光谱、X光电子能谱、X射线衍射分析)获取玻璃结构的参数。     

利用粉煤灰等工业废料制备日用陶瓷的研究

针对目前火电厂大量排放粉煤灰,陶瓷工业产生大量废匣钵、废瓷粉但得不到充分利用的现象,为了使其变废为宝,本实验在长城陶瓷有限公司成熟的注浆泥配方的基础上,利用正交实验设计配方,经调整配方组成,加入了粉煤灰等工业废料,现己研制出清洁生产日用陶瓷的配方。其中粉煤灰、废匣钵、废瓷粉的含量分别是10%,10%,8%,工业废料的含量合计达到了28%。由于粉煤灰、废瓷粉和废匣钵的价格低廉,应用此技术则可以为企业带来可观的经济效益。     

电镀污泥的材料化处理技术综述

介绍了电镀污泥的形成及其危害,综述了目前电镀污泥的材料化处理技术,包括制成磁性材料,制砖,烧制陶粒,生产水泥、颜料以及改性塑料等,系统地分析和总结了现有电镀污泥材料化技术的优劣。     

低温煅烧及Y~(3+)掺杂对BiVO_4微观形貌和光催化活性的影响

采用一步水热法结合低温煅烧制备了BiVO_4和Y-BiVO_4半导体光催化材料,并通过XRD、SEM、FT-IR、UVVis DSR和PL进行结构分析与性能表征。测试结果表明,在掺杂Y3+后,BiVO_4的晶型由四方相向单斜相转变,且出现十面体晶粒。光催化活性测试结果表明,通过Y3+掺杂和低温煅烧均可提升BiVO_4对RhB的降解率;煅烧后所得Y-BiVO_4显现出较高的光催化活性,是未煅烧BiVO_4降解率的2倍,在120min内对RhB的降解率可达86.6%。