Y3+共掺杂对掺 Er3+: Al2O3粉末光致发光的增强作用

采用非水性溶胶-凝胶法制备了Y^3＋共掺杂的掺Er^3＋：Al2O3粉末，Er^3＋浓度为0．1和1．0mol％，Er^3＋和Y^3＋浓度比为1：0-10．X射线衍射和光致发光（PL）光谱结果表明：900℃烧结的掺0．1和1．0mol％Er^3＋：Al2O3粉末为具有非晶化特征的γ和θ混合相结构，非晶化趋势随Y^3＋共掺杂浓度增大而增加．掺0．1mol％Er^3＋：Al2O3粉末，PL光谱强度和半高宽随掺Y^3＋浓度增大无明显变化．掺1．0mol％Er^3＋：Al2O3粉末，PL光谱强度和半高宽随掺Y^3＋浓度增大而增加，10mol％Y^3＋共掺杂粉末的发光强度提高50倍，约为掺0．1m01％Er^3＋：Al2O3粉末的10倍，半高宽从77nm增至92nm．Y^3＋共掺杂对较高浓度掺Er^3＋：Al2O3粉末PL性能的增强作用归因于Y^3＋对Er^3＋在基体中的分散和配位结构多样性的提高．     

Ag掺杂对TiO2粉末结构的影响

采用溶胶-凝胶工艺制备了Ag掺杂的TiO2粉末。通过XRD、SEM、EDX、DSC-TG、BET氮吸附法等研究了Ag掺杂对TiO2结构的影响，结果发现掺杂的Ag降低了TiO2锐钛矿向金红石相转变的温度，促进了相转变。适量掺杂时，Ag抑制了锐钛矿粒子的生长，结果使锐钛矿粒子的粒径降低，TiO2粉末的比表面积增加。     

共沉淀法合成制备Ce3+掺杂Lu3Al5O12纳米粉体

用碳酸氢铵作为沉淀剂,将硝酸镥、硝酸铝和硝酸铈配成混合溶液,采用反滴定共沉淀及低温煅烧前驱体的方法制备 Lu₃Al₅O₁₂(Ce)纳米发光粉体.采用热分析(TG-DTA)、傅立叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和光致发光(PL)等分析测试方法对Lu₃Al₅O₁₂(Ce)粉体制备过程中的物理化学变化及粉体的激发发射发光性能进行了研究.结果表明,采用反滴定共沉淀法制备工艺,经过1000℃煅烧2h,可以得到晶粒尺寸为30nm左右,仅有轻微团聚,单一石榴石相的Lu₃Al₅O₁₂(Ce)粉体.并且在1000℃处理得到的粉体的光致发光最强.      

酸催化溶胶-凝胶法Eu2+、Gd3+共掺杂TiO2的制备及光催化活性

采用酸催化溶胶-凝胶法制备了Gd³⁺、Eu²⁺两种稀土金属离子混合掺杂的复合TiO₂光催化剂, 通过TEM、XRD、UV-Vis等分析手段对产物进 行了表征, 结果表明: 样品均呈锐钛矿型结构, 颗粒尺寸的变化只与掺杂离子总量有关, 掺杂量为1.0%时达最小值; 一定比例Eu²⁺、Gd³⁺的混合掺杂, 能增强可见光范围内光响应. 以甲基橙为目标降解物研究了不同比例Eu²⁺、Gd³⁺混合掺杂对纳米二氧化钛光催化活性的影响, Gd³⁺、Eu²⁺适合掺杂量范围分别为0.1%～1.0%和0.5%～1.5%. Eu²⁺、Gd³⁺混和掺入TiO₂光催化剂中产生协同效应, 探讨了Eu²⁺和Gd³⁺与TiO₂之间的相互作用, 讨论了光催化活性与催化剂性质的关系.     

Er^3＋掺杂浓度对掺Er^3＋：TiO2粉末结构及其光致发光特性的影响

以钛酸正丁酯为前驱体，乙酰丙酮为络合剂，70℃下进行对前驱体改性的络合反应，获得改性前驱体Ti（O-Bu）4-x（AcAc）x．以异丙醇为溶剂，采用溶胶-凝胶（sol-gel）法制备0-3％（摩尔分数）Er^3＋掺杂TiO2粉末。差热-热重（DTA-TG）分析结果表明，掺1％（摩尔分数）Er^3＋：TiO2干凝胶粉末在烧结过程中，130-300℃之间出现两个放热峰，其余试样只出现一个放热峰，决定这一现象的结构因素同时也决定了材料中Er^3＋相对较高的分散度,X射线衍射（XRD）分析表明，700℃烧结所得的掺0-3％（摩尔分数）Er^3＋：TiO2粉末，当Er^3＋掺杂浓度为0．1％（摩尔分数）和1％（摩尔分数）时，粉末均为锐钛矿与金红石混合相，前者的金红石相衍射峰更明显；掺3％（摩尔分数）Er^3＋：TiO2粉末为单一锐钛矿相结构,700℃烧结，当Er^3＋掺杂浓度在0-1％（摩尔分数）范围内时，粉末PL强度随Er^3＋掺杂浓度提高而增强；继续增加Er^3＋掺杂浓度至3％（摩尔分数）过程中，粉末PL强度明显减弱。     

Sol-gel法制备ZnO:Cd薄膜及性能研究

采用Sol-gel法使用旋转涂覆技术在Si(100)基片上生长了ZnO:Cd薄膜.XRD结果表明:ZnO:Cd薄膜具有与ZnO一样的六角纤锌矿结构,随热处理温度的升高,(002)衍射峰强度逐增,FWHM减小,并沿c轴择优取向生长;透射光谱实验表明:以石英为基底,适度掺镉可降低薄膜的禁带宽度Eg,特别是在800℃、8?条件下,Eg=2.80eV,与纯ZnO的禁带宽度3.30eV相比,明显降低了光学禁带;光致发光谱(PL)实验表明:在吸收边附近均有较强的紫外发射峰,且随热处理温度升高呈规律的变化;电阻率测定表明:掺镉使薄膜导电性增强.     

Nb5+掺杂与热处理对TiO2基材料气敏特性的影响

TiO2是响应三甲胺(TMA)气体最佳的金属氧化物半导体材料，为保持TiO2基TMA旁热式气敏器件具有较高灵敏度和较低空气阻值(Ra)，相应降低器件加热功率PH，本文通过N2气氛高温退火、高价Nb^5 掺杂和长时间烧结等方法，提高TiO2基敏感材料电导率获得成功．实验与理论证明：降低氧分压可增强TiO2自身半导化程度；掺入10％左右Nb2O5，Nb^5 替代Ti^4 形成固溶体，可使TiO2得到最佳半导化效果；采用长时间的烧结处理，促使Ti^3 转化为Ti^4 ，进一步提高材料电导率和器件稳定性，从而为制造低阻、高灵敏度、高选择性动物食品测鲜传感器开辟了一条新途径。     

新型的Sol-gel法制备Ba0.6Sr0.4TiO3铁电陶瓷

采用新型的Sol-gel工艺制备了Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)超细粉体,将BST粉体进行压制和烧结,获得了晶粒尺寸在1μm以内的BST陶瓷块体.观察了BST陶瓷块体的结晶情况并测定了其电学性能.在Sol-gel工艺中,加入了有机大分子量聚乙烯吡咯烷酮(polyvinyl pyrrolidone,PVP)制备BST前驱体.实验结果表明PVP的加入可有效增加前驱体的稳定性和分散性,降低BST陶瓷的预烧温度约250℃,并在1200℃获得晶粒细小、致密的BST陶瓷.BST陶瓷,显示弥散相变特征.     

氮掺杂纳米TiO2粉体的制备研究

以锐钛矿相纳米TiO2粉体和盐酸胍的混合物为起始反应物，通过在不同温度条件下对反应物直接进行热处理制得了淡黄色的掺氮纳米TiO2粉体．采用XRD、BET、XPS、紫外-可见光漫反射对所制备的粉体进行了性能表征.XPS测试表明，掺氮粉体N1s的结合能峰位于396．9eV处，表明N原子以Ti-N键的形式存在于TiO2中，N原子进入了TiO2晶格，实现了掺杂．其中，在350℃、保温2．5h的条件下所制样品的掺氮量达到8．3％．XRD分析表明，实验制得的氮掺杂TiO2粉体在350、450、550、650℃热处理3h后仍为锐钛矿相；掺氮样品均具有好的紫外光吸收，且吸收边均红移至可见光区；350℃保温2．5h时具有最好的紫外-可见光响应，其吸收边红移至700nm左右．亚甲基蓝的可见光降解实验表明氮掺杂样品具有良好的可见光催化活性．     

EYTO粉末的光致发光特性

以柠檬酸为络合剂、钛酸丁酯为前驱体,制备了Er3 掺杂浓度(摩尔分数)为0.1%-5.0%的(Er,Y)2Ti2O7(EYTO)粉末.在700℃烧结EYTO粉末中EYTO相的晶化不完全,随着烧结温度的升高晶化程度显著提高,-OH基团的含量逐渐减少;在1000℃烧结,得到结晶完全且不含-OH基团的EYTO相.不完全晶化的EYTO相的PL谱为半高宽112 nm的单一宽峰,结晶完全的EYTO相其PL谱为发生Stark分裂的分立发光峰.随着烧结温度的升高EYTO粉末的PL强度和荧光寿命连续提高,归因于粉末中-OH基团的逐步脱除和EYTO相晶化程度的提高;Er3 浓度在0.1%-1.5%区间均呈现上升趋势,源于EYTO相为Er3 提供了均匀分散;Er3 浓度为1.5%时均达到最大值、荧光寿命为20.9 ms.当Er3 浓度超过1.5%时,Er3 -Er3 间的交互作用增强导致1.53μm的PL强度和荧光寿命持续下降.     

阴极共电沉积法制备 Fe 3+掺杂 TiO 2纳米薄膜及其可见光活性

研究了阴极共电沉积制备Fe^3＋掺杂TiO2纳米薄膜（Fe-TiO2）的新方法.应用该方法、溶胶-凝胶法和浸渍法分别制备了具有可见光响应的Fe-TiO2光催化剂.并用XRD、SEM、EDS和UV-vis吸收光谱对Fe-TiO2进行了表征.结果表明,与溶胶-凝胶法和浸渍法相比共电沉积法不仅能有效地实现Fe^3＋在TiO2中的均匀分布,而且,得到的光催化剂具有最大的比表面积和最好的光降解活性.Rhodamine B（RhB）降解实验表明,在RhB光降解中存在光敏化和光催化降解的协同效应.     

阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列及其光电性能研究

采用阳极氧化法在钛片上制备了TiO2纳米管阵列光电极，利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射仪（xRD）对TiO2纳米管的形貌和结构进行了表征，详细考察了氧化工艺参数对纳米管阵列形貌的影响，并通过稳态光电响应技术对TiO2纳米管电极的光电化学性能进行了研究．结果表明，在1wt％HF电解液中，控制氧化电压为20V，反应30min后，在Ti表面获得了垂直导向的TiO2纳米管阵列，孔径约为90nm，管壁厚度约为10nm．经600℃退火处理后，TiO2纳米管阵列为锐钛矿型与金红石型的混晶结构，此时电极的光电性能最佳，与TiO2纳米多孔膜电极相比，光电性能大幅提高．     

制备条件对溶胶-乳化-凝胶法制备TiO2颗粒尺寸的影响

用溶胶-乳化-凝胶法合成了纳米TiO2光催化剂粉末，探讨了制备条件：表面活性剂浓度、溶胶的pH值、水含量以及煅烧温度对其粒径的大小和粒度分布的影响．研究表明：当表面活性剂达到临界胶束浓度时颗粒尺寸小且分布较均匀，当溶胶pH为8～9，水的浓度达到0．5mol／L后颗粒尺寸基本保持不变．此外，煅烧可以改善TiO2粉体的结晶度，促使由无定型向锐钛矿型以及金红石型转变，煅烧过程中，TiO2颗粒的形貌变化过程为：成型球体→棒状→球体→变形球体．     

泡沫镍负载TiO2和TiO2/Al2O3薄膜的光催化性能研究

以泡沫镍为载体，Al2O3作为过渡中间层，用溶胶-凝胶法在泡沫镍上负载锐钛矿相的TiO2薄膜，制成泡沫金属基的TiO2和TiO2／Al2O3光催化剂，利用XRD和FE-SEM等测试手段对其性质进行表征，用乙醛气体的光催化降解测试其活性．研究表明：泡沫镍负载的TiO2和TiO2／Al2O3薄膜具有良好的光催化活性，特别是TiO2／Al2O3薄膜具有更高的催化活性．这是由于负载的Al2O3过渡中间层增大了载体的比表面积，具有吸附浓缩作用，同时也增加了负载光催化剂的活性位数量．实验表明：TiO2／Al2O3薄膜的光催化活性和稳定性较单一的TiO2薄膜有非常显著的提高．     

氢氧焰燃烧合成核壳结构纳米 TiO2/SiO2复合颗粒及机理分析

利用多重射流氢氧焰燃烧反应器，通过控制进料方式，以TiCl4和SiCl4为原料合成了具有典型核壳结构的纳米TiO2／SiO2复合颗粒，并分析了氢氧焰燃烧合成过程中核壳结构的形成机理．在纳米TiO2／SiO2复合颗粒中，无定形的SiO2均匀地包覆在晶态TiO2颗粒表面形成核壳结构，引入SiO2不但有效抑制TiO2晶粒的生长，而且抑制了锐钛相向金红石相的转变．在TiCl4和SiCl4次序进料时，TiCl4优先反应并通过成核生长生成TiO2纳米颗粒，SiCl4反应生成的SiO2通过在TiO2颗粒表面非均相成核生长，形成核壳结构的纳米复合颗粒．     

纳米多孔TiO2厚膜的制备及其汞溴红敏化光电化学性能

采用“粉末刮涂”与“化学分散”相结合的方法制备了用于染料敏化太阳电池光阳极的纳米多孔TiO2厚膜，解决了传统工艺中TiO2浆料难于制备和保存等问题，同时可对膜层微结构进行精确调控．采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等表征所得膜层的晶体结构、表面和断面形貌；采用透过光谱考察了涂覆次数、退火温度、汞溴红敏化对TiO2膜光学性质的影响，并以汞溴红敏化TiO2膜为光阳极制作了染料敏化太阳电池原型器件．结果表明，采用以稀硝酸为分散剂、低分子量聚乙二醇为结构调控剂的化学分散技术可以制得满足染料电池要求的TiO2厚膜．所得膜层致密均匀，无孔洞、缺陷以及分层现象，在纳米尺度表现出典型的纳米多孔结构特征．浆料涂覆次数、退火温度、汞溴红吸附对纳米多孔膜层的光学透过率影响显著．采用汞溴红敏化TiO2光阳极制作的染料电池原型器件具有较强的光电响应，经12-15次涂覆、500℃退火工艺制得的膜层显示出较优的电池性能（Voc-430mV，Isc-150-215μA）．     

HNO3处理对TiO2纳米薄膜的光催化活性和表面微结构的影响

通过sol-gel工艺分别在钠钙玻璃和预涂SiO2涂层的钠钙玻璃基体上制备了TiO2光催化纳米薄膜．然后用1mol／L HNO3水溶液对煅烧后的薄膜进行酸处理。用X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)和紫外可见光谱(UV—VIS)对酸处理前后TiO2纳米薄膜进行了表征。用甲基橙水溶液的光催化脱色来评价TiO2薄膜的光催化活性。结果表明：SiO2涂层能有效阻止钠离子从玻璃基体向TiO2薄膜的扩散，普通玻璃表面的TiO2纳米薄膜经HNO3处理后，薄膜的光催化活性明显增强。这是由于TiO2纳米薄膜中的钠离子浓度降低以及表面羟基含量增加的缘故。     

TiO2/SnO2复合薄膜的亲水性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2／SnO2复合薄膜，通过XRD、XPS、UV透射光谱的分析及薄膜表面接触角、光催化降解甲基橙等的分析，研究了SnO2与TiO2配比、热处理温度、膜厚度等因素对复合膜的亲水性、透光率及光催化活性的影响。结果表明：复合膜的亲水性和光催化活性均优于单纯TiO2，当SnO2与TiO2的摩尔比为1％-5％时，所制备的薄膜具有超亲水特性；热处理温度为450℃时薄膜亲水性最好，膜厚度的增加有利于亲水性的改善。     

水热制备掺锑纳米TiO2及其光活性抑制研究

在200℃，6h条件下水热制备两种掺锑二氧化钛，Sb2O3：TiO2介于0—0．35mol％．第一种以二氧化钛和SbCl3为原料；第二种以偏钛酸和SbCl3为原料．用XRD、SEM、EDS、TG、IR表征样品，谢乐公式估算晶粒直径．EDS检测到Sb2O3的存在，XRD检测表明掺锑TiO2均为锐钛型．锑的掺入可有效抑制第二种掺锑二氧化钛晶粒的长大．通过罗丹明B的光降解，表明两种掺锑纳米TiO2光活性均得到有效抑制．以偏钛酸为原料制得的掺锑TiO2的光活性低于以二氧化钛为原料制得的掺锑TiO2．当Sb2O3：TiO2为0．21％时，掺锑二氧化钛光活性最低．