缺陷对β-Ga2O3薄膜的结构和光学特性的影响

采用射频磁控溅射技术和后期退火在蓝宝石衬底上成功制备了β-Ga₂O₃薄膜。借助于X射线衍射(XRD)、拉曼散射光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、以及二次离子质谱(SIMS)研究了缺陷对β-Ga₂O₃薄膜的结构和光学特性的影响。结果表明,未退火的Ga₂O₃薄膜呈现非晶态,随高温退火时间逐渐增加,非晶Ga₂O₃薄膜逐步转变为沿(-201)方向择优生长的β-Ga₂O₃薄膜。所有Ga₂O₃薄膜在近紫外到可见光区的平均透过率都高达95%,β相Ga₂O₃薄膜的光学带隙比非晶态薄膜增加~0.3 eV,且随退火时间的增加,β-Ga₂O₃薄膜的光学带隙也随之变宽。此外,发现非晶Ga₂O₃薄膜富含氧空位缺陷,高温退火处理后,β-Ga₂O₃薄膜中的氧空位浓度明显降低,但蓝宝石衬底中的Al极易扩散至Ga₂O₃薄膜层,并随退火时间的增加Al浓度明显增加,氧空位的降低和Al杂质的增加是导致β-Ga₂O₃薄膜光学带隙变宽的主要原因。     

Fe3O4/GO/CeO2复合纳米材料的制备及其对水中亚甲基蓝吸附性能研究

首先通过溶剂热法制备Fe₃O₄纳米颗粒，再通过离子强度调控法制备磁性氧化石墨烯(Fe₃O₄/GO),最后用共沉淀法制得Fe₃O₄/GO/CeO₂复合纳米材料，并用扫描电镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)、X射线衍射(XRD)等技术对其进行表征。结果表明：Fe₃O₄纳米颗粒与CeO₂纳米颗粒均匀地分散在GO上。研究了Fe₃O₄/GO/CeO₂复合纳米材料对亚甲基蓝染料的吸附性能，并考察了不同因素对吸附性能的影响。由于Fe₃O₄纳米颗粒有着磁性的性质，易回收分离，具有再生利用性能。吸附实验结果表明：Fe₃O₄/GO/CeO₂复合纳米材料循环5次后对亚甲基蓝的吸附率仍在95%以上。因此，Fe     

金属氧化物对膨胀阻燃涂层耐火及成炭性能的影响

金属氧化物(MO)可显著影响膨胀阻燃体系的热解成炭过程, 进而改善膨胀阻燃涂层的耐火性能。将Fe₂O₃、ZnO、TiO₂分别添加到双环笼状磷酸酯膨胀阻燃环氧涂层中, 研究了MO对涂层耐火及成炭性能的影响规律。燃烧背温测试结果表明, MO可产生显著的协效耐火作用, 三种MO对耐火性能的增效能力为Fe₂O₃>ZnO>TiO₂。热失重(TGA), 激光拉曼光谱(LRS)和X射线光电子能谱(XPS)分析表明, MO促进了残炭的耐高温氧化性能及类石墨化程度的提高, 增加了涂层的高温残炭量, 三种MO提升涂层成炭性能的能力为Fe₂O₃>ZnO>TiO₂。     

制备方法对铈锰固溶体催化燃烧甲苯性能的影响

以甲苯为代表的挥发性有机化合物的排放，导致大气污染问题加剧。为了开发一种高效的用于甲苯催化燃烧反应的催化剂，采用水热法、热分解法和共沉淀法制备3种Ce_0.7Mn_0.3O₂样品，分别用于催化甲苯燃烧反应，并通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、氮气物理吸附-脱附、 X射线光电子能谱、 H₂程序升温还原、原位红外光谱测试对3种样品进行表征，探究制备方法对Ce_0.7Mn_0.3O₂催化剂结构、形貌、化学性质和催化燃烧甲苯性能的影响。结果表明：3种方法制备的Ce_0.7Mn_0.3O₂均为纳米颗粒；相较于其他2种方法，采用水热法制备的Ce_0.7Mn_0.3O₂具有更丰富的表面Mn³⁺、表面氧空位以及较强的低温可还原性，因此在甲苯催化燃烧反应中表现出良好的催化活性，在218℃时甲苯的转化率达到90%;此...     

MnFe2O4/还原氧化石墨烯纳米复合材料的光学性能

由于纳米尺度的尖晶石结构金属氧化物独特的晶体结构和能带结构,使其具有广阔的应用前景。采用水热法合成了MnFe₂O₄复合还原氧化石墨烯(MnFe₂O₄/rGO)纳米复合材料,采用XRD、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)、FTIR、XPS、拉曼光谱(Raman)、光致发光光谱(PL)和紫外-可见光谱漫反射(UV-vis DRS)对样品的晶体结构、形貌、元素分布、结合能和光学性能进行表征。结果表明,制备的MnFe₂O/rGO复合材料为立方尖晶石结构,形貌呈不规则的椭球形,颗粒大小比较均匀。rGO表面所负载的MnFe₂O₄纳米粒子被石墨烯部分包裹,颗粒尺寸小,分散性好。MnFe₂O₄/rGO复合材料的电子-空穴对的再结合效率降低,其中石墨烯具有较多缺陷,无序程度较高,含氧基团被聚乙烯吡咯烷酮(PVP)部分还原,数量大大减少。MnFe₂O₄/rGO复合材料的带隙小于纯MnFe₂O₄带隙,发生了红移现象。      

金属铀热氧化腐蚀的红外和拉曼光谱分析

为了进一步认识金属铀环境腐蚀的规律,采用傅里叶变换红外和显微激光拉曼光谱技术,获得了金属铀与空气热氧化反应产物的红外和拉曼光谱图.实验结果表明,随着温度的升高,铀表面首先出现活性腐蚀亮斑,并逐渐积累长大,主要氧化产物UO2在260℃以上开始转化为U3O8.同时,200℃以上温度条件下,铀表面的热氧化腐蚀速率明显高于较低温度时的氧化反应.研究结果将为改善防腐措施、提高核燃料的安全可靠性提供有价值的参考信息.     

非化学计量比调控高电压尖晶石正极材料电化学性能研究

用一种简单的方法制备了高性能的高电压尖晶石正极材料, 主要是调控正极材料中锂与过渡金属的摩尔比, 即通过Ni_0.25Mn_0.75(OH)₂与Li₂CO₃进行高温固相反应制备了非化学计量比的Li_1.05Ni_0.5Mn_1.5O₄和化学计量比的LiNi_0.5Mn_1.5O₄尖晶石型高电压正极材料。用扫描电子显微镜、X射线衍射、中子衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱以及循环伏安曲线对其形貌、晶体结构及元素价态和电化学性能进行了表征。研究发现, 非化学计量比的Li_1.05Ni_0.5Mn_1.5O₄中由于金属离子随机分布于16 d位置, 所以Ni/Mn阳离子无序化程度更高。非化学计量比的高电压正极材料具有更为优异的倍率性能, 并且在400次循环后比容量保持率高达91.2%。同时, 原位X射线衍射测试结果表明, 在充放电过程中非化学计量比的高电压正极材料发生连续单一的相转变, 可以提高晶体结构的稳定性。因此, 非计量比的尖晶石Li_1.05Ni_0.5Mn_1.5O₄正极材料在高能量密度的锂离子电池中具有更广阔的应用前景。     

溶胶-凝胶法制备Gd4Ga2O9: Dy3+白光发射荧光粉及其性能

通过溶胶-凝胶法制备了具有白光发射的Gd₄Ga₂O₉:x%Dy³⁺荧光粉,利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和荧光光谱等对产物的物相结构、形貌、组分和光学性能进行研究,并分析了Dy³⁺掺杂量对样品的影响。XRD结果表明,所制备的样品为Dy³⁺掺杂的Gd₄Ga₂O₉单斜晶体和少量Ga₂O₃杂质相的混合物。紫外-可见漫反射光谱结果表明制备的Dy³⁺掺杂Gd₄Ga₂O₉晶体是一种光学带隙为5.29 eV的直接带隙半导体。荧光检测结果表明Dy³⁺掺杂Gd₄Ga₂O₉荧光粉可被属于Gd³⁺     

纳米Y2O3含量对9Cr-ODS钢微观组织及力学性能的影响

采用机械合金化(MA)和热等静压(HIP)工艺制备了不同Y₂O₃含量的9Cr ODS钢。采用同步辐射小角X射线散射(SAXS)、高分辨透射电镜(HRTEM)和X射线吸收精细结构(XAFS)光谱研究了Y₂O₃含量对9Cr ODS钢中形成的纳米氧化物的数量密度、结构和尺寸分布的影响。同时测定了不同Y₂O₃含量的9Cr ODS钢在室温和高温下的拉伸性能。结果表明,三种9Cr ODS钢中均形成了焦绿石结构Y₂Ti₂O₇,当Y₂O₃含量为0.3%(质量分数)时,Y-Ti-O纳米团簇的数密度最高,达到1.39×10²⁴m^-3。当Y₂O₃含量为0.7%(质量分数)时,Y₂Ti₂O₇或Y₂O...     

氧化钕对2A12铝合金微弧氧化膜层性能的影响

在含有不同浓度氧化钕（Nd₂O₃）微粒的电解液中,利用微弧氧化技术在2A12铝合金表面制备膜层。研究不同浓度的Nd₂O₃微粒对微弧氧化膜层硬度、厚度以及膜基结合力的影响,为通过微弧氧化在2A12铝合金表面制备性能良好的膜层提供理论依据。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）分析了膜层截面形貌和膜层的相组成,采用TT-230涡流测厚仪、HVS-1000数字维氏硬度仪和MFT-4000型多功能材料表面性能试验机分别对膜层厚度、硬度和膜基结合力进行测试。结果表明：膜层主要由α-Al₂O₃、γ-Al₂O₃和SiO₂相组成;随着Nd₂O₃微粒浓度的增加,膜层硬度、厚度和膜基结合力均呈现出先增加后减小的趋势,并且在Nd₂O₃微粒浓度为0.3 g/L时,膜层的显微硬度、厚度和膜...     

Ag/Fe3O4纳米复合材料的绿色合成及其抑菌机制

以茶叶提取液为还原剂，采用原位还原方法绿色合成Ag/Fe₃O₄复合材料，系统表征了复合材料的形貌及组成特性，并对其抑菌性能及机制进行了深入分析。X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)表征结果表明：Ag(I)被还原为Ag⁰;振动样品磁强计(VSM)测试表明：Ag/Fe₃O₄具有较高的饱和磁化强度；透射电镜(TEM)测试表明：所负载Ag⁰粒径在50～100nm之间；红外光谱(FT-IR)测试结果表明：茶叶提取液中的酚羟基起到了桥接金属元素及还原剂的作用。复合材料的抑菌研究表明，Ag/Fe₃O₄对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长均有良好的抑制效果，其最低抑菌浓度(MIC)分别为1.76μg/mL和7.04μg/mL。通过碱性磷酸酶(AKP)、核酸、蛋白质的测定，以及扫描电镜(SEM)表征，证实Ag/Fe₃O₄的接触使菌体表面结构坍塌、内陷、甚至分裂，并通过影响菌体细胞...     

CO在U2N3+xOy薄膜表面反应特性研究

采用磁控溅射沉积方法在Si基底表面制备U₂N_3+xO_y薄膜, 采用X光电子能谱(XPS)分析技术观测CO气氛环境下U₂N_3+xO_y薄膜表面腐蚀行为, 以期获得U₂N_3+xO_y薄膜在CO环境下的表面腐蚀机理。结果表明: 超高真空条件下, CO在U₂N_3+xO_y薄膜表面表现为氧化特性; CO在薄膜表面吸附解离生成的C以无定形碳形式聚集在薄膜表面, 深度剖析过程中并未观察到C向U₂N_3+xO_y薄膜内部扩散; 而解离生成的氧在薄膜内扩散并发生氧化反应, 生成高价氧化物或铀氮氧化物和氮。氧化反应生成的氮向薄膜内部扩散, 并在次表面反应生成富氮中间产物。随着CO暴露反应进程的推进, 富氮层逐渐向薄膜内部迁移, 这是导致U4f谱卫星峰变化的主要原因。     

总压对L360NS钢在CO2/H2S/O2体系中腐蚀行为的影响

为明确总压对钢材在CO₂/H₂S/O₂体系中腐蚀行为的影响,采用高温高压反应釜、扫描电子显微镜及其附带的能谱仪、X射线衍射仪、3D光学轮廓仪等仪器,探究了不同总压对L360NS钢在CO₂/H₂S/O₂体系中腐蚀行为的影响。结果表明：总压在0.2～1.5 MPa范围内改变时,L360NS钢的均匀腐蚀速率随着总压的增大而升高。原因是总压增大导致溶液中气体含量增大,腐蚀反应动力学加快,加剧腐蚀。腐蚀产物膜底层为楔状和晶粒状产物掺混,表层为颗粒状,产物组成为FeCO₃、Fe₂O₃、FeS、FeS₂。总压增大,腐蚀坑数量增多,且出现横向、纵向扩展,局部腐蚀程度加深,这是由于腐蚀产物FeCO₃、Fe硫化物与Fe₂O₃等氧化物对基体的保护不均匀。     

MgCl2对锌在干湿交替环境中腐蚀行为的影响

使用腐蚀失重、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜与能谱(SEM-EDS)等手段研究了干湿交替环境中MgCl₂对锌腐蚀行为的影响。结果表明,MgCl₂对锌的腐蚀有显著的抑制作用;在沉积NaCl条件下锌表面的腐蚀产物为Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O、Zn₄CO₃(OH)₆·H₂O和Zn(OH)₂,而在沉积MgCl₂条件下锌表面的腐蚀产物只有Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O。在干湿交替环境中MgCl₂对锌腐蚀行为的影响主要是Mg²⁺与氧还原反应产生的OH^-结合使阴极区的pH值降低造成的。     

核壳型磁性纳米复合材料Fe3O4@SiO2@mTiO2@Pt的制备及催化性能

采用溶剂热法制备磁性Fe₃O₄粒子。碱性条件下,以Fe₃O₄为核采用Stober法和溶胶-凝胶法在其表面依次包覆SiO₂和介孔（m）TiO₂,通过3-氨丙基三甲氧基硅烷（APTES）对其表面修饰后,采用乙二醇的多羟基还原性,将Pt原位还原负载在Fe₃O₄@SiO₂@mTiO₂表面合成核壳型磁性纳米复合材料Fe₃O₄@SiO₂@mTiO₂@Pt。通过透射电子显微镜（TEM）、X射线粉末衍射仪（XRD）、紫外可见分光光度计（UV-Vis）、振动样品磁强计（VSM）及X射线光电子能谱分析仪（XPS）对样品的微观形貌、结构、磁性、元素组成等进行表征。以对硝基苯酚（4-NP）和罗丹明6G为目标污染物,研究Fe₃O₄@SiO₂@m...     

研磨-焙烧法制备La2O3/BiOCl复合光催化剂及其对高浓度染料降解性能

首先利用沉淀法合成了BiOCl纳米片, 然后利用研磨-焙烧法将La₂O₃纳米颗粒复合到BiOCl纳米片中, 制备了一系列La₂O₃/BiOCl复合光催化剂(La₂O₃: 1wt%、2wt%、4wt%、8wt%)。运用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和光致发光(PL)谱等对样品的晶相、光吸收和表面性能等进行了表征。以紫外灯(λ = 254 nm)为光源, 评价了所制备样品光催化降解高浓度染料酸性橙II(40×10^-6)的活性。结果表明, 经过研磨-焙烧后该系列催化剂均具有较好的结晶性能, 同时2~5 nm的La₂O₃纳米粒子粘附在BiOCl纳米片表面。200℃焙烧制备的1wt%La₂O₃/BiOCl催化剂具有丰富的表面羟基, 对染料表现出较强的吸附性能。该催化剂表现了最高的光催化活性, 活性为纯BiOCl的2.4倍。另外, La₂O₃/BiOCl中的La³⁺提供的氧化-还原势阱可能捕获光生电子, 从而阻止了光生电子(e^-)和空穴(h⁺)的复合, 有利于光催化活性的提高。     

La2O3对电火花沉积Fe基涂层组织和耐磨性能的影响

采用电火花沉积工艺在3Cr₂Mo钢表面制备Fe基和Fe/La₂O₃涂层,以考察La₂O₃对Fe基涂层组织及耐磨性能的影响。利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和摩擦磨损试验机研究Fe基和Fe/La₂O₃涂层的显微组织、相结构、显微硬度及耐磨性能。结果表明：Fe基和Fe/La₂O₃涂层主要由γ-（Fe, Ni）固溶体和Cr₇C₃、CrB、Fe₃C等硬质相组成,La₂O₃的加入使Fe基涂层中生成新物相CrC、LaNi₄Si。Fe/La₂O₃涂层的组织结构为莲藕状互联的网状组织,且靠近涂层表面区域组织更加细小;La₂O₃使Fe基涂层中的夹杂物、裂纹、孔洞等缺陷大大减少,组织更加均...     

燃烧合成ZrB2 / Al2O3 复合粉体及其界面分析

采用燃烧还原合成技术, 以还原体系(B₂O₃ + ZrO2 + Al) 为反应体系制备了ZrB₂ / Al₂O₃ 复合粉体。利用X射线衍射(XRD) 、X 射线光电子能谱(XPS) 和透射电镜( TEM、HRTEM) 对复合粉体的物相组成、化学组成及界面结构进行了表征分析。结果表明, 复合粉体中存在Zr 、B、Al 和O 元素且它们分别以ZrB₂ 和Al₂O₃ 为主要存在形式, ZrB₂ 和Al₂O₃ 为复合粉体的主晶相。复合粉体中有少量ZrO2 的存在, 分析认为是合成反应过程中未参加反应的ZrO2 。ZrB₂ 和Al₂O₃ 颗粒间形成了结合良好的界面, 这主要与ZrB₂ 的结晶过程有关。      

雾化辅助CVD腔体的优化设计与实现

为了实现雾化辅助CVD (chemical vapor deposition，化学气相沉积)腔体的可定制性、可复用性及经济性，并满足高质量单晶氧化镓(Ga₂O₃)薄膜制备的实际需求，设计开发了一种新型雾化辅助CVD腔体。该腔体主要由反应腔室模块、冷却模块和缓冲腔室模块组成。采用新型腔体和常规腔体进行了单晶Ga₂O₃薄膜制备实验，对Ga₂O₃薄膜进行了X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)图谱分析，并采用原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)观察其表面形貌。实验结果表明：采用新型腔体可制备出性能更优的α-Ga₂O₃、β-Ga₂O₃薄膜；采用新型腔体和常规腔体制备的α-Ga₂O₃薄膜的(006)晶面的半峰宽分别为0.172°、0.272°，表面粗糙度分别为25.6 nm和26.8 ...     

Fe2O3/TNTs纳米复合材料的生物合成及其光催化性能研究

采用Shewanellaoneidensis MR-1合成Fe₂O₃/TNTs纳米复合材料,通过高分辨透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、紫外-可见分光光度计等对Fe₂O₃/TNTs的结构和性能进行表征。结果表明,Fe₂O₃成功负载在TiO₂纳米管上;在紫外光照射下,Fe₂O₃/TNTs在60min内对苯胺蓝的脱色率可达到97.5%,表现出较好的光催化活性。Shewanellaoneidensis MR-1协同Fe₂O₃/TNTs纳米复合材料对苯胺蓝脱色率较So.neidensis MR-1提高了1.63%。