Sr~(2+)掺杂对Ca_(0.97)TiO_3∶Eu■发光粉体性能的影响

采用草酸盐共沉淀法制备Ca_(0.97)TiO_3∶Eu■发光粉体,利用Sr与Ca同族且半径相差不大的特性,研究Sr~(2+)掺杂取代Ca~(2+),对基体结构与性能的影响。通过XRD、SEM、TEM以及荧光光谱仪等对材料进行性能表征。研究结果表明,随着Sr~(2+)掺杂量的增加,荧光粉的晶体结构从正交晶系逐渐转变为立方晶系,晶粒尺寸变大。粉体荧光吸收峰与发射峰的位置与Ca_(0.97)TiO_3∶Eu■相同,发光强度随着Sr~(2+)掺杂量的增加先增大后减小,在Sr~(2+)掺杂量为10%mol时达到最大值。     

铕-M(Zn~(2+),Ca~(2+)等)-均苯四甲酸的合成及荧光光谱性质

合成了均苯四甲酸（PMA）、铕离子（Eu(3+)和常见Ⅱ族离子（Mg~(2+)，Ca~(2+)Sr(2+)、Ba(2+)、Zn(2+)）形成的系列配合物。研究了它们的红外和荧光光谱，讨论了Zn~(2+)含量对配合物发光强度的影响及敏化发光机理，得到了具有潜在应用价值的鲜红色发光材料Eu-Zn-PMA配合物Zn~(2+3+)=4：1）。     

磁流体发电用(La,Ca)(Cr,Al)O_3电极材料的研究

研究了Sr~(2 ),Ca~(2 )、Mg~(2 )、A1~(3 )等掺杂物对LaCrO_3基材料的电导率、高温挥发和抗钾腐蚀的影响。研制的(La,Ca)(Cr,Al)O_3电极用于燃油磁流体发电通道,性能很好。发电功率32.5～33.7kW,功率密度2.445MW/m~3,比功率0.025MJ/kg。     

固相反应法制备镝铕共掺硅酸盐荧光粉材料及其应用研究

采用固相反应法制备了镝铕共掺硅酸盐(Ca_2MgSi_2O_7∶Eu,Dy)长余辉荧光粉材料,并制备成荧光涂料,研究其应用特性。通过X射线衍射、荧光光谱、余辉衰减对材料的晶型及发光特性进行了研究。结果表明,荧光粉的晶体结构没有随着稀土离子的掺入而发生变化,在382 nm处荧光粉存在最强激发峰,发射光谱最强发射峰为531 nm,余辉时间长达15 h。随着涂料中荧光粉掺入浓度的提高,涂料涂层的荧光强度、黏度和固化后硬度明显增强,吸水率显著下降。基于Ca_2MgSi_2O_7∶Eu,Dy材料所制备的荧光涂料具有余辉时间长、耐候性优等特点,在荧光涂料领域具有一定的应用潜力。     

铁锰氧化物复合吸附剂的制备及其对多种离子的吸附性能试验研究

以零价铁为还原剂、高锰酸钾为氧化剂,在真空水浴中通过一步真空法制备铁锰氧化物复合吸附剂。借助XRD、FTIR、SEM对产品形貌结构进行表征,考察吸附剂在不同温度和初始浓度下对单纯溶液中Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)及混合溶液中3种离子的吸附行为,并探讨吸附动力学。结果表明:所制备铁锰氧化物复合吸附剂为串珠状结构,主要成分为Fe_3O_4和Mn_3O_4;对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)的吸附量受温度和离子浓度影响无明显规律,但大致排序为q_e(Cu~(2+))q_e(Cd~(2+))q_e(mixCu~(2+))q_e(Zn~(2+))q_e(mixCd~(2+))q_e(mixZn~(2+));对单一离子的吸附量较为接近,对混合溶液中的Cu~(2+)有选择性吸附作用;溶液中Cu~(2+)的存在对吸附剂吸附Cd~(2+)和Zn~(2+)有较大抑制作用;对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)的吸附动力学可用准二级动力学模型描述,吸附等温线较符合Langmuir模型。     

共沉淀法制备白光LED用CaMO_4:Eu~(3+),Bi~(3+)(M=Mo,W)红色荧光粉及其发光性能的研究

采用共沉淀法制备了Ca_(0.93-x)(Mo_(0.9)W_(0.1))O_4∶Eu_(0.07)~(3+),Bi_x~(3+)(0≤x≤0.05)系列样品,通过XRD、SEM及荧光光谱仪对粉体的晶体结构、形貌及荧光性能进行测试和表征。结果表明,Bi~(3+)、Eu~(3+)及WO_4~(2-)的掺杂没有改变CaMoO_4原有的四方晶系体心结构,且样品粒径分布较均匀,无明显团聚现象。随着Bi~(3+)的掺杂,Ca_(0.93-x)(Mo_(0.9)W_(0.1))O_4∶Eu_(0.07)~(3+),Bi_x~(3+)样品的激发光谱带边会发生红移,且激发强度呈现先增强后减弱的趋势,其发射光谱也具有相应的规律,Bi~(3+)的最佳掺杂浓度为x=0.02 mol,在395 nm激发下,样品的发光强度提升至134%;较之商用红色荧光粉Y_2O_2S∶Eu~(3+),Ca_(0.91)(Mo_(0.9)W_(0.1))O_4∶Eu_(0.07)~(3+),Bi_(0.02)~(3+)样品显现出更好的色纯度和发光强度,适合于近紫外LED用红色荧光粉。     

M_2YSbO_6:RE~(3+)的合成、组成、结构及发光性能的研究(M=Ba、Ca;RE~(3+)=Sm、Dy、Ho、Er、Tm)

本文首次较系统地研究了稀土离子Sm~(3+)、Dy~(3+)、Ho~(3+),Er~(3+)、Tm~(3+)在具有不同结构的M_2YSbO_6(M=Ba、Ca)中的发光性能。合理地确定了各种谱项及跃迁。发现稀土离子的发光强烈地依赖于复合氧化物的晶体结构及其掺杂浓度。浓度猝灭是由于稀土激活离子对之间交叉驰豫无辐射跃迁所致。从实验上,确定了某些稀土离子发光的最佳浓度。结果表明Ca_2YSbO_6对Sm~(3+)、Dy~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+)是一个有效的基质并对激活离子具有敏化作用。发现重稀土激活离子Dy~(3+)黄光发射强度和兰光发射强度之比R随Dy~(3+)浓度的增加发生规律性的变化。并解释了其原因。     

微/纳米结构含锌硅酸钙基涂层成骨性能研究

骨科植入物涂层的表面形貌和化学组成对炎症反应的进程和骨形成的发生都发挥着重要调节作用。为综合利用微/纳米仿生结构和生物活性元素的优势,将含锌(Zn)的纳米结构物质引入到经水热处理后的等离子喷涂硅酸钙(calcium silicate, CS)涂层表面,对所制备涂层的物相组成、表面和截面形貌、比表面积、Zeta电位和生理环境下离子溶出等物理化学性能进行了表征。相比于常规CS涂层,具有微/纳米复合结构的CS和含锌CS涂层拥有更高比表面积和孔容,可吸附更多血清蛋白和纤维连接蛋白,通过刺激细胞内整合素以及下游vinculin和FAK基因表达,提高了骨髓间充质干细胞(BMSCs)铺展能力。涂层中锌的引入进一步提高了其表面BMSCs的增殖能力和与成骨细胞分化相关的基因表达。具有微/纳米复合结构的涂层明显上调了RAW264.7巨噬细胞中M2表型因子(CD206和ARG)基因表达,而涂层中溶出的Zn²⁺显著提高了RAW264.7细胞中抑炎症因子(IL-1ra和IL-10)基因表达,促使其向抑炎症表型转化。骨科植入物涂层表面锌元素和纳米结构的引入有利于创建良好的骨免疫微环境,促进骨...     

不同喷涂工艺对Cr~(3+)掺杂Al_2O_3陶瓷涂层相结构及发光性能影响研究

通过火焰喷涂工艺和等离子喷涂工艺制备了Cr~(3+)掺杂Al_2O_3陶瓷涂层。采用扫描电镜、X射线衍射、荧光光谱仪等方法表征了涂层的微观形貌、孔隙率、相结构及发光性能等。对比两种不同工艺制备的Cr~(3+)掺杂Al_2O_3陶瓷涂层性能结果表明:等离子喷涂制备的涂层形貌、颗粒熔化状态、厚度均一性均优于火焰喷涂涂层,但火焰喷涂工艺涂层的发光性能远优于等离子工艺涂层,其原因是火焰喷涂制备的涂层中Al_2O_3粒子的熔融状态更差,保留了更多的α-Al_2O_3相,未熔粒子部分将以喷涂原粉中稳定的α-Al_2O_3结构存在涂层中进而影响其光学性能。     

Mg~(2+)掺杂对0.8Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3-0.2Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3陶瓷电学性能的影响

采用固相反应法制备了Mg~(2+)掺杂的0.8Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3-0.2Bi_(0.5)K_(0.5)TiO_3陶瓷,对其相结构、铁电性能、介电性能性能和阻抗特性进行了研究。X射线衍射测试发现所有样品均具有单一的钙钛矿相结构,表明Mg~(2+)能完全融入钙钛矿结构晶格中。所有样品都表现出铁电特性,Mg~(2+)掺杂遵循3Mg~(2+)?3Mg_(Ti)~"+V_O~(··),会显著促进陶瓷中氧空位缺陷的增多,掺杂量在2mol%以上时会引起陶瓷介电性能的显著降低。     

稀土氧化物对激光熔覆生物陶瓷涂层在模拟体液中组织形貌与降解性能的影响

为了更好地探索稀土氧化物对生物陶瓷涂层组织形貌与降解性能的影响,在添加稀土氧化物La_2O_3的情况下,利用激光熔覆技术,结合梯度成分设计与梯度功率烧结,在钛合金表面制备了一层含羟基磷灰石(HA)和β-磷酸三钨(β-TCP)的梯度生物陶瓷涂层。经过X衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)的分析发现:(1)稀土氧化物的加入,能够促进涂层生成HA和β-TCP,改善涂层表面在模拟体液中的开裂敏感性以及细化新生类骨磷灰石晶粒尺寸。当稀土添加量为0.4%时,涂层中HA和β-TCP衍射峰值最高,在模拟体液中浸泡14 d后,涂层表面无裂纹,形成分布均匀,大小一致的类骨磷灰石。(2)涂层在模拟体液中浸泡28 d后的降解率为0.2126%。模拟体液中Ca~(2+)和La~(3+)浓度随着浸泡时间发生变化,其中Ca~(2+)浓度呈动态的上下波动变化,且含量逐渐减小,表明Ca~(2+)从模拟体液中沉积到涂层表面的量要比涂层降解到溶液中的多;而La~(3+)浓度随浸泡时间增加而逐渐增大,在将La~(3+)浓度与浸泡时间在取对数的情况下,两因素存在明显的线性关系,并推导出关于La~(3+)浓度,浸泡时间与涂层浸泡面积的经验公式。     

纳米Gd_2O_3:Tb~(3+)的多元醇法制备及发光特性

以DEG为溶剂,分别配置一定比例的GdCl_3, TbCl_3作为前驱液,利用多元醇法合成可用于生物探针的Gd_2O_3:Tb~(3+)纳米晶;将一定量的APTES和TEOS加入制备好的溶液中,使得纳米晶Gd_2O_3:Tb~(3+)的表面包裹聚硅氧烷层。本实验通过马尔文粒度仪、 X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、荧光分光光度计等检测方法研究不同煅烧温度和不同Tb~(3+)掺杂浓度对纳米晶Gd_2O_3的粒径、物相结构、和发光性能的影响。将真空干燥过的纳米晶Gd_2O_3:Tb~(3+)置于马弗炉中分别以600, 800, 1000℃进行煅烧,得到的样品经XRD表征后发现:当煅烧温度为800℃时,得到立方相结构的纳米Gd_2O_3:Tb~(3+)。通过研究不同Tb~(3+)离子掺杂浓度下纳米晶Gd_2O_3:Tb~(3+)的荧光强度表明:当Tb~(3+)离子浓度为5.0%时,纳米晶Gd_2O_3:Tb~(3+)的发射强度最强,尤其是在主发射峰545 nm附近Tb~(3+)的~5D_4→~7F_5能级跃迁峰,其峰值强度比掺杂浓度为2.5%时提高了39%; Tb~(3+)掺杂浓度升高至7.5%时,样品发生了浓度猝灭导致光谱强度下降。     

Sr_(2-x-y)Ca_xMg_yAl_2SiO_7∶Eu~(2+)发光材料的制备及性能研究

采用溶胶凝胶-燃烧法合成Sr_(2-x-y)Ca_xMg_yAl_2SiO_7∶Eu~(2+)稀土长余辉发光材料,通过TG-DTA、XRD、SEM和荧光光谱分析等方法,研究了材料的结构、颗粒形貌和发光性能,并对Ca~(2+)、Mg~(2+)、Eu~(2+)不同掺杂浓度下的发光性能进行了对比研究。结果表明,适量掺杂Ca~(2+)、Mg~(2+)、Eu~(2+)后,基质的晶格结构并未发生变化,为Sr_2Al_2SiO_7晶粒,粒径在1 um~4 um,其激发光谱是位于峰值340 nm~360 nm的宽带谱,发射光谱峰值位于460 nm~480 nm。掺杂Ca~(2+)、Mg~(2+)后发光强度得到提高,镁元素的掺杂可引起发射波长向长波方向移动,而钙元素掺杂可引起发光强度的增大。影响材料发光性能的主要因素是钙,其次是铕,在实验条件下当Ca~(2+)的掺杂量为0.2,Mg~(2+)的掺杂量为0.1,Eu~(2+)的掺杂量为0.04时发光强度为最大,其发射光谱峰值位于469 nm处,最大发射光谱强度达到了8500。     

砷酸钙渣形成类型的热力学分析

Ca-As盐的形成发生于含砷溶液的钙盐沉淀及砷在地下水迁移的过程中。通过热力学计算,绘制了25℃时Ca~(2+)-AsO_4~(3-)-H_2O系热力学平衡图,并考察了Ca/As摩尔比对沉淀的物相组成及沉淀效果的影响。结果表明,在0pH14范围内,Ca~(2+)-AsO_4~(3-)-H_2O系可形成4种固体物相,分别为CaHAsO_4·H_2O(_s)、Ca_3(AsO_4)_2·4H_2O(_s)、Ca_5(AsO_4)_3OH和Ca_4(OH)_2(AsO_4)_2·4H_2O(_s)。当Ca/As2时,CaHAsO_4·H_2O(_s)和Ca_3(AsO_4)_2·4H_2O(_s)的稳定区随着pH的增大而缩小,Ca_5(AsO_4)_3OH的稳定区随pH增大而扩大。当Ca/As2时,Ca_4(OH)_2(AsO_4)_2·4H_2O_((s))才能形成。结合已有研究,认为要达到理想的脱砷效果,Ca/As应该大于2,且溶液中应该保持较高的游离钙浓度。     

Blue-emitting Sr_(1-x)Ca_xLu_2O_4:Ce~(3+) phosphors for high CRI white LEDs

A broadband blue-emitting Sr_(1-x)Ca_xLu_2 O_4:Ce~(3+)(x=0-0.2) phospho rs were synthesized,which can be used for near-UV pumped white light-emitting diodes(w-LEDs).The crystal structures,photoluminescence pro perties,external quantum efficiency,the rmal stability and application perfo rmance of Sr_(1-x)Ca_xLu_2 O_4:Ce~(3+),by partially substituting Sr~(2+) with Ca~(2+)(x=0-0.2),were studied by various analytical techniques.When the Ca/Sr ratio of Sr_(1-x)Ca_xLu_2 O_4:Ce~(3+) gradually increases,the emission peak of Sr_(1-x)Ca_xLu_2 O_4:Ce~(3+) red-shiftes from 459 to 465 nm,corrected external quantum efficiency increases from 31.8% to 42.9%,and the thermal stability is also improved.The mechanism of the changes of the photoluminescence emission and excitation spectra,external quantum efficiency and thermal stability properties was also investigated in detail.In addition,a w-LED was fabricated by using SrLu_2 O_4:Ce~(3+)(blue),β-sialon:Eu~(2+)(green) and(Sr,Ca)AlSiN_3:Eu~(2+)(red) phosphors combined with a 405 nm near-UV LED chip,and its color rendering index(CRI) reaches 96.0.When Sr_(0.8)Ca_(0.2)Lu_2 O_4:Ce~(3+)is applied as blue phosphor to substitute SrLu_2 O_4:Ce~(3+),the obtained w-LED devices have high luminous efficiency,and CRI greater than 95.0.These re sults show that the Sr_(1-x)Ca_xLu_2 O_4:Ce~(3+) can be potential blue phosphors for n-UV pumped high CRI w-LEDs application.     

Zn~(2+)掺杂增强NaY(MoO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+)荧光粉的上转换发光性能研究

采用高温固相法制备了一系列的NaY_(0.78-x)(MoO_4)_2∶0.2Yb~(3+),0.02Ho~(3+),xZn~(2+)(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25)荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电镜以及荧光光谱仪分别对样品的结构、形貌和荧光性能进行了表征。结果表明Zn~(2+)的掺杂可以通过替换Y~(3+)格位和占据晶格间隙的方式进入基质晶格。在980nm激光激发下,样品呈现出了强烈的绿光(551nm)和相对微弱的红光发射(668nm),分别归因于Ho~(3+)的~5F_4,~5S_2→~5I_8和~5F_5→~5I_8跃迁。Zn~(2+)的掺杂可以使上转换发光强度显著增强,其原因是Zn~(2+)掺杂产生了O~(2-)空位而且可以裁剪Ho~(2+)周围的局域晶体场对称性。基于泵浦依赖的研究,对能级图和可能的上转换发光机理进行了详细的讨论。     

天然铬铁矿在1416℃时的还原机理

通过热解重量分析、X 射线衍射分析、能量分散 X 射线分析和金相分析,研究了南非 Transvaal 的 Bushveld 杂岩的天然铬铁矿在1416℃用石墨还原时的行为。试验期达120分钟,得到了99%还原。此项研究的特定目的就是描绘出用石墨还原铬矿的还原机理,在还原度达70%的部分还原的铬铁矿里观察到分区现象。其内核富铁,而外核的铁被消耗殆尽。能量分散 X 射线分析表明,Fe~(2+)和 Cr~(3+)离子已向外扩散,而 Cr~(2+)、Al~(3+)和 Mg~(2+)离子已向内扩散。根据随着还原程度的加大尖晶石相的组成仍保持其化学计量这一假设,提出了下述还原机理:(a)起初,在铬铁矿颗粒表面的 Fe~(3+)和 Fe~(2+)离子被还原成金属状态;此后紧接着 Cr~(3+)离子被还原成二价状态;(b)向颗粒中心扩散的 Cr~(2+)离子在内核与外核间的交界处将颗粒表面下尖晶石中的 Fe~(3+)还原成 Fe~(2+),Fe~(2+)离子向表面扩散,在表面被还原成金属钛:(c)当铁被完全还原之后,cr~(3+)和任何存在的 Cr~(2+)被还原成金属状态,剩下一种无铁和铬的尖晶石 MgAl_2O_4。     

Ca~(2+)掺杂对γ-Ce_2S_3红色色料的结构及性能的影响

以CeO_2为铈源, CaCO_3为离子掺杂源, CS_2为硫源,采用气-固相反应法,在硫化制度900℃硫化150 min时制得Ca~(2+)离子掺杂的γ-Ce_2S_3红色色料。系统研究了不同的Ca, Ce摩尔比(n_(Ca)/n_(Ce)=0～0.5)对γ-Ce_2S_3的物相组成、晶体结构、呈色性能及温度稳定性的影响。研究结果表明:当未掺入Ca~(2+)时,所得样品为纯α相,当n_(Ca)/n_(Ce)=0.1时,为α相与γ相共存;而当n_(Ca)/n_(Ce)=0.2～0.5时,α相已完全转变为γ相,并产生少量的CaS,且随着掺杂量的增大,γ-Ce_2S_3的晶胞参数逐渐减小,产生的CaS含量则略有增加,说明部分Ca~(2+)成功进入晶格并形成固溶体,另有少量Ca~(2+)则与S~(2-)结合形成CaS;随着n_(Ca)/n_(Ce)增加,所合成样品的色调逐渐由暗红色向红色再向橙红色转变,且当n_(Ca)/n_(Ce)=0.4时,样品的红度值a~*达到最高(L~*=31.75,a~*=24.50,b~*=16.01)。将该组分色料在空气气氛中490℃保温10 min后仍以γ相稳定存在,表明通过Ca~(2+)离子的掺杂,填补γ-Ce_2S_3晶格空位并形成固溶体,有利于稳定其晶格,从而使γ-Ce_2S_3的温度稳定性由350℃提升至490℃。     

Eu~(2+)激活的钡镁多铝酸盐磷光体的合成

本文试验了合成BaMg_2Al_(16)O_(27):Eu~(2+)的一些主要因素如灼烧温度,一些化学组分改变的影响。试验表明,提高灼烧温度有利于产物发光,但灼烧温度高于1340℃发光亮度不再增加,合适的Eu~(2+)掺入浓度在0·12～0·18克原子范围。Mg~(2+)量和配方中F量的不同对发光亮度、萤光光谱、色纯度和粒度均有影响,通过试验得到了较适宜的BaMg_2Al_(16)O_(27):Eu~(2+)磷光体的制备条件。     

利用含锌粉尘和铁鳞中锌和铁制备合成Ni-Zn铁氧体

以电炉粉尘(EAFD)中提取的Zn~(2+)、铁鳞中提取的Fe~(3+)和六水合氯化镍(NiCl_2·6H_2O)为原料,采用水热法直接制备合成尖晶石型Ni-ZnFe_2O_4。首先探讨了焙烧温度、NaOH与EAFD质量比和焙烧时间对电炉粉尘中Zn~(2+)提取率以及HCl浓度对铁鳞中Fe~(3+)浸出率的影响,然后分析了Ni-ZnFe_2O_4合成条件对其磁性能的影响。结果表明,当NaOH与EAFD质量比为1∶1,焙烧温度为450℃,焙烧时间为1 h时,电炉粉尘中锌的提取率为88.77%;当HCl浓度为1.75 mol/L时,铁鳞中Fe~(3+)浸出率为96.89%。当EAFD中提取的Zn~(2+)、铁鳞中提取的Fe~(3+)和NiCl_2·6H_2O的摩尔比控制为1∶20∶9时,可以成功制备尖晶石型Ni-ZnFe_2O_4,并且对合成的Ni-ZnFe_2O_4进行热处理之后可以显著提高其磁性能,当热处理温度从150℃提高到450℃时,尖晶石型Ni-ZnFe_2O_4的饱和磁感应强度从13.35 (A·m~2)/kg增长到40.06 (A·m~2)/kg。