MgAl2O4:Ce荧光粉辐照合成及发光机理研究

通过伽马射线辐照辅助聚丙烯酰胺凝胶法合成了MgAl₂O₄和MgAl₂O₄:Ce荧光粉。通过X射线粉末衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、紫外可见分光光度计和荧光分光光度计研究了MgAl₂O₄:Ce荧光粉的晶体结构、表面形貌、光学性质和发光性质;基于实验所获得的结果,分析了纳米级MgAl₂O₄:Ce荧光粉的发光机理。实验结果表明:采用伽马射线辐照辅助聚丙烯酰胺凝胶法制备纯相MgAl₂O₄和MgAl₂O₄:Ce荧光粉的结晶温度要比传统聚丙烯酰胺凝胶法低100 ℃左右;MgAl₂O₄:Ce荧光粉的平均颗粒尺寸为14 nm,Ce离子掺杂后导致样品颗粒细化;Ce离子的掺入,降低了MgAl₂O₄的能带值,改善了其颜色性质和发光性质;当采用275 nm的光去激发MgAl₂O₄:Ce荧光粉时,获得了425 nm和464 nm的蓝光发射。通过能量传递原理分析认为,杂质缺陷（Ce³⁺）在整个发光过程中扮演了重要角色。MgAl₂O₄:Ce作为一种抗辐射能力强的荧光粉,在空间照明领域具有很好的应用前景。     

钙钛矿中空结构CoSn（OH）6纳米粉体的制备与表征

钙钛矿结构材料在发光、催化等多种功能材料领域都占有重要地位,是当前材料科学领域的研究热点。以四氯化锡（SnCl₄）、无水乙醇（C₂H₆O）、二氯化钴（CoCl₂）、柠檬酸钠（Na₃C₆H₅O₇）为原料,通过溶剂辅助法制备了中空结构六羟基锡酸钴[CoSn（OH）₆]纳米粉体。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）分别对产物六羟基锡酸钴粉体的物相结构及表观形貌进行了表征,线性扫描伏安法（LSV）对电极材料进行电催化性能测试。结果表明：采用溶剂辅助合成,可以成功制得物相纯净、粒度为150 nm的中空纳米立方结构的钙钛矿六羟基锡酸钴粉体,其电流密度为35.1 mA/cm²、塔菲尔斜率为72.5 mV/dec,有望用于电化学析氢反应。     

低温等离子体协同铜铈催化剂脱除甲苯

以挥发性有机化合物（VOCs）中的代表物质甲苯作为脱除对象,采用柠檬酸水热法制得铜铈催化剂,考察了低温等离子体协同不同摩尔比铜铈催化剂脱除甲苯的性能。研究发现铜铈复合型金属催化剂可以大幅度提升低温等离子体对甲苯的脱除效率,降低初始浓度、气体流速和升高电压可以提高甲苯脱除效率。同时利用N₂吸附-脱附（BET）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、程序升温还原（H₂-TPR）、红外光谱（FTIR）等手段对催化剂进行表征,发现催化剂活性组分分布较均匀,铜铈复合型金属催化剂表面氧空位、吸附态氧含量高于单金属氧化物催化剂,这有利于催化剂活性氧的释放。铜铈之间存在着协同作用,铜铈之间的氧化还原循环有利于甲苯的氧化。     

白光LED用荧光材料Ca2SiO3Cl2：Eu,Mu的制备及其光学性能研究

采用水热法合成制备了Ca2SiO3Cl2：Eu,Mu荧光材料,通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光分光光度计（PL）等对样品的晶相、颗粒形貌及发光性能进行了研究。     

二氧化铈掺杂中空碳纳米纤维的制备及电化学性能

以葡萄糖为碳源,硝酸铈为铈源,去离子水做溶剂合成前体,使用实验室自制阳极氧化铝模板（anodized aluminum oxide,AAO）作为硬模板,采用真空压力诱导技术将前体注入到AAO的纳米孔道内,热分解合成二氧化铈纳米粒子（CeO₂-NPs）掺杂的中空碳纳米纤维（CeO₂/HCFs）。使用拉曼光谱、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、透射电镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）对样品进行表征,结果表明,CeO₂/HCFs具有平均直径约为200nm的中空管状结构,具有较好的碳化程度,CeO₂-NPs均匀分布在HCFs中,其晶型为面心立方晶系。通过循环伏安法（CV）与安倍电流-时间法（I-t曲线）技术,研究了支持电解质的pH对检测结果的影响以及CeO₂/HCFs对抗坏血酸的电化学催化性能,实验结果表明支持电解质在pH=4.18时具有最稳定的检测电流,CeO₂/HCFs对抗坏血酸有较高的电化学活性,修饰电极的灵敏度为505.4μA/(cm²·mmol),检出限为0.55μmol/L,线性范围为2.5~8.4mmol/L,具有良好的选择性、稳定性和重现性。该方法快捷、灵敏、稳定、操作简便,具有较大的应用潜力。     

二氧化铈纳米催化剂可控合成及超微观构效关系研究

铈（Ce）离子的价态转变往往伴随着氧的储存与释放以及氧空位（O_v）的形成与迁移,因此二氧化铈（CeO₂）材料被广泛地应用于汽车尾气处理、固态燃料电池、催化等领域。其中铈离子可逆的价态转变（Ce⁴⁺⇌Ce³⁺）是二氧化铈材料发挥其优异性能的关键。在当下中国社会加速实现“双碳”目标的国家战略之下,二氧化铈材料在能源和催化等领域将有着更广阔的应用前景。已有众多研究者借助表界面催化、纳米技术和先进的球差校正扫描透射电子显微学（AC-STEM）等技术,设计与合成结构合理且性能优良的二氧化铈纳米催化剂,并从超微观角度出发对其原子结构、离子价态、化学成分等物理化学性质进行了深入的分析与研究。基于此,综述了近些年来二氧化铈纳米催化剂的可控合成、晶面调控与生长、自组装、功能性掺杂等方面的最新研究进展,深入讨论了其原子结构、化学成分和物理化学性质之间的关系,建立了纳米催化剂的超微观构效关系,为设计合成多组分、多维度、高性能的二氧化铈纳米催化剂提供可靠的实验数据和有力的理论指导。     

Cu2+/Tb2O3抗菌硅胶的制备及其抗菌行为

以硅酸钠为硅源,运用溶胶-凝胶法制备出硅胶载体,采用液相浸渍法制备得到Cu²⁺/Tb₂O₃抗菌硅胶。选用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱仪（XPS）等对材料进行表征,结果表明：Cu²⁺/Tb₂O₃抗菌硅胶结构蓬松多孔,铜以CuO/Cu(OH)₂、铽以Tb₂O₃的形态负载于硅胶载体上。对样品进行最低抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）检测可知,添加稀土铽离子能有效提高抗菌硅胶的抑菌和杀菌性能。通过对材料的溶出液离子含量、比表面积和CuO晶粒尺寸研究发现,添加铽离子后材料中铜离子的溶出量从7.22mg/L增加到11.82mg/L,比表面积从115.5m²/g增加到129.3m²/g,CuO晶粒尺寸从107nm降低至76nm,并由此探讨铽离子对材料抗菌性能提升的作用机理。     

转炉脱硫渣理化特性及吸附性能研究

采用铁水预处理脱硫渣为吸附剂材料,以低浓度铈离子（Ce³⁺）溶液模拟稀土废水溶液,研究脱硫渣对Ce³⁺的吸附。运用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、和X射线荧光光谱分析（XRF）对脱硫渣进行物化性能分析,通过反应时间、初始浓度对吸附剂材料吸附Ce³⁺性能的影响实验,探究脱硫渣对Ce³⁺吸附性能及机理。研究结果表明脱硫渣对低浓度Ce³⁺具有良好的吸附效果,常温下,脱硫渣对Ce³⁺溶液最大吸附率为96.8%。反应时间和Ce³⁺初始浓度对脱硫渣影响不大。     

聚酰胺6/短切碳纤维/铜盐复合材料抗热氧老化机理的研究

采用熔融共混法制备了聚酰胺6（PA6）/短切碳纤维（SCF）/铜盐/碘化钾（KI）复合材料，通过电子万能试验机、差示扫描量热分析仪（DSC）、X射线多晶衍射仪（XRD）和X射线光电子能谱仪（XPS）等研究了铜盐/KI体系对聚酰胺材料力学性能及热氧老化行为的影响，并分析探讨了材料耐热氧老化的作用机理。结果表明，单一铜盐或KI对PA6的抗热氧老化作用不大，而铜盐/KI复配体系可以有效提高PA6/SCF耐热老化后的拉伸强度保持率；SCF有一定的自由基捕捉能力，铜盐/KI/SCF的加入显著延长了PA6的氧化诱导时间（OIT）；铜盐/KI体系的抗热氧老化机理为：首先KI使聚酰胺基体中的二价铜转化为一价铜，然后过量KI与一价铜反应生成二碘合铜配离子［CuI₂］^-，［CuI₂］^-离子具有较强还原性，能够消耗聚酰胺老化过程中产生的自由基，从而延缓了聚酰胺6的热降解过程。     

辅助溶剂热法合成纳米晶自组装CaWO4：Tb 3+微球及其发光性能

以水和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为二元溶剂,丁二酸钠为辅助剂的溶剂热法合成纳米晶自组装CaWO₄：Tb³⁺微球。探讨N,N-二甲基甲酰胺的用量、丁二酸钠的用量及Tb³⁺掺杂物质的量分数对发光性能的影响。利用X射线衍射（XRD）、紫外漫反射（DRS）、扫描电镜（SEM）、光致发光光谱（PL）、暗箱式紫外分析仪等对产物结构、形貌及其性能进行表征。实验表明：添加5 mL的DMF作为溶剂,加入1.2 g丁二酸钠为辅助剂,合成的产物为四方晶相的纳米晶自组装CaWO₄：Tb³⁺微球。该微球在257 nm激发下表现出强发射峰,在546 nm 附近有较强的荧光发射峰,荧光强度是未添加丁二酸钠对应产物的3.8倍。     

CeO2改性WO3/g-C3N4光催化氧化脱硫性能

以钨酸铵、六水硝酸铈、尿素为原料,采用熔融法制备CeO₂-WO₃/g-C₃N₄催化剂,并对样品进行XRD、UV-Vis、TEM、PL和XPS表征。结果表明：CeO₂的引入可以提高WO₃在g-C₃N₄上的分散度,抑制光生电子空穴对的复合,同时Ce⁴⁺/Ce³⁺良好的储氧放氧能力有利于氧空位和活性氧的生成,从而有利于WO₃/g-C₃N₄催化剂的催化性能。在以高压钠灯模拟可见光源的条件下,以过氧化羟基异丙苯为氧化剂,考察了CeO₂的加入量对催化剂氧化二苯并噻吩(DBT)性能的影响,结果表明：最佳的CeO₂引入量为5%(质量分数),在80℃、氧硫摩尔比(O/S)为5.0的反应条件下,反应180 min时DBT在WO₃/g-C₃N₄和CeO₂-WO₃/g-C₃N₄催化剂的作用下转化率分别为72.9%和86.4%,且改性后的催化剂可以循环使用8次而催化活性没有明显降低。     

Study on catalytic performance of CeO2/CuO catalysts for preferential CO oxidation

采用水热法合成纳米尺寸的CuO,然后采用微乳液法或浸渍法将CeO₂负载在CuO上制备逆负载的CeO₂/CuO催化剂。通过X射线衍射（XRD）、程序升温还原（TPR）、比表面分析（BET）和富氢气中CO优先氧化活性测试等研究手段对催化剂进行了表征。研究发现,CeO₂/CuO催化剂的活性和选择性与CeO₂和CuO颗粒的尺寸密切相关,大颗粒的CuO载体有利于提高催化剂的选择性;小颗粒的氧化铈负载在大颗粒的氧化铜上,可以产生更多两相接触界面,有助于提高催化剂的活性。     

微波水热法制备氧化镁-氧化铜-氧化钙复合材料及其抗菌性能

以氯化镁、氯化铜、氯化钙为原料,十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为分散剂,采用微波水热法合成了氧化镁-氧化铜-氧化钙复合材料;通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、氮吸附（BET）等表征手段对样品进行了结构表征;利用最小抑菌浓度（MIC）和菌落计数法对样品的抗菌性能进行了研究。实验结果表明：氧化镁-氧化铜-氧化钙复合物具有纳米片状结构,制备的MgO_0.7CuO_0.1CaO_0.2比表面积为66.789 m²/g,平均孔径为54.117 nm,孔容为0.904 cm³/（g·nm）;MgO_0.7CuO_0.1CaO_0.2在质量浓度为500 μg/mL条件下展现出良好的抗菌性能,在质量浓度为600 μg/mL以上时抑菌率达到99.9%以上。     

Li2MnO3复合LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2材料制备及电化学性能研究

通过采用共沉淀法制备了Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1（OH）₂前驱体,利用固相法研磨混合碳酸锰和碳酸锂,在氧气氛围下煅烧制备得到了Li₂MnO₃-LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂复合材料,通过利用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）和透射电镜（TEM）表征了所制备材料的结构、成分和形貌等。通过恒流充放电、交流阻抗等方法对材料的电化学性能进行测试。结果表明,与未改性材料进行对比,3%（质量分数）Li₂MnO₃复合改性材料0.5C下首次放电容量为183 mA·h/g,经过120次充放电循环,容量保持率为93.9%;同时,在高倍率下复合改性材料放电容量也得到提高。因此,采用固相法煅烧复合Li₂MnO₃-LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂材料,可以制备出电化学性能优异的正极材料。     

Preparation and characterization of LaFe1−xMgxO3/Al2O3/FeCrAl: Catalytic properties in methane combustion

MnO_x–CeO₂ mixed oxides prepared by sol–gel method, coprecipitation method and modified coprecipitation method were investigated for the complete oxidation of formaldehyde. Structure analysis by H₂-TPR and XPS revealed that there were more Mn⁴⁺ species and richer lattice oxygen on the surface of the catalyst prepared by the modified coprecipitation method than those of the catalysts prepared by sol–gel and coprecipitation methods, resulting in much higher catalytic activity toward complete oxidation of formaldehyde. The effect of calcination temperature on the structural features and catalytic behavior of the MnO_x–CeO₂ mixed oxides prepared by the modified coprecipitation was further examined, and the catalyst calcined at 773 K showed 100% formaldehyde conversion at a temperature as low as 373 K. For the samples calcined below 773 K, no any diffraction peak corresponding to manganese oxides could be detected by XRD measurement due to the formation of MnO_x–CeO₂ solid solution. While the diffraction peaks corresponding to MnO₂ phase in the samples calcined above 773 K were clearly observed, indicating the occurrence of phase segregation between MnO₂ and CeO₂. Accordingly, it was supposed that the strong interaction between MnO_x and CeO₂, which depends on the preparation route and the calcination temperature, played a crucial role in determining the catalytic activity toward the complete oxidation of formaldehyde.     

Cu-3-trz-PMo12的合成、结构及催化氧化碘离子性能

采用水热法合成了一例新的多酸基有机-无机杂化物,通过X射线单晶衍射、傅里叶变换红外光谱（IR）、热分析测试（TG）、X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、元素分析对化合物进行了表征。X射线单晶衍射分析结果表明,化合物的结构式为（PMo₁₂O₄₀） ［Cu₆（C₂H₄N₄）₆］（PMo₁₂O₄₀）?H₂O（简称为Cu-3-trz-PMo₁₂）,属于三方晶系,R-3空间群,晶胞参数a=1.756 66（3） nm、b=1.756 66（3） nm、c=2.303 24（6） nm、α=β=90°、γ=120°、V=6.155 2（3） nm³、Z=3、R₁=0.023 8、wR₂=0.059 2。化合物是由6个3-氨基-1,2,4-三氮唑、6个Cu⁺、两个经典的Keggin型［PMo₁₂O₄₀］^3-及一个间隙水分子组成的二聚体,两个这样的二聚体通过氢键交替相连形成次级单元,每个次级单元之间又通过氢键作用进而形成一个三维超分子结构。催化研究表明,该非均相催化剂在催化过氧化氢氧化碘离子中表现出较为优异的催化活性且具有较稳定的可重复性。     

炭吸附硼酸锶纳米粉体的制备及其光催化性能研究

采用炭吸附沉淀法,以氯化锶、五硼酸铵为原料,制备了硼酸锶纳米催化剂。利用热重/差热分析仪（TG-DTA）、X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）和紫外可见光谱仪（UV-Vis）等对所得催化剂的焙烧温度、物相、微粒尺寸及光吸收性能进行表征。结果表明：炭黑的吸附有效阻止了纳米硼酸锶催化剂在制备过程中的团聚和烧结, 600 ℃下焙烧的纳米硼酸锶粉体具有良好的分散状态,平均晶粒尺寸为13 nm,比表面积为83.26 m2/g。罗丹明B紫外光催化反应结果表明,在60 min内罗丹明B在硼酸锶催化剂上几乎完全分解。     

The effect of CeO2 structure on the activity of supported Pd catalysts used for methane steam reforming

Palladium (Pd) supported on CeO₂-promoted γ-Al₂O₃ with various CeO₂ (ceria) crystallinities, were used as catalysts in the methane steam reforming reaction. X-ray diffraction (XRD) analysis, FTIR spectroscopy of adsorbed CO, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were employed to characterize the samples in terms of Pd and CeO₂ structure and dispersion on the γ-Al₂O₃ support. These results were correlated with the observed catalytic activity and deactivation process. Arrhenius plots at steady-state conditions are presented as a function of CeO₂ structure. Pd is present on the oxidized CeO₂-promoted catalysts as Pd⁰, Pd⁺ and Pd²⁺, at ratios strongly dependent on CeO₂ structure. XRD measurements indicated that Pd is well dispersed (particles <2 nm) on crystalline CeO₂ and is agglomerated as large clusters (particles in 10–20 nm range) on amorphous CeO₂. FTIR spectra of adsorbed CO revealed that after pre-treatment under H₂ or in the presence of amorphous CeO₂, partial encapsulation of Pd particles occurs. CeO₂ structure influences the CH₄ steam reforming reaction rates. Crystalline CeO₂ and dispersed Pd favor high reaction rates (low activation energy). The presence of CeO₂ as a promoter conferred high catalytic activity to the alumina-supported Pd catalysts. The catalytic activity is significantly lower on Pd/γ-Al₂O₃ or on amorphous (reduced) CeO₂/Al₂O₃ catalysts. The reaction rates are two orders of magnitude higher on Pd/CeO₂/γ-Al₂O₃ than on Pd/γ-Al₂O₃, which is attributed to a catalytic synergism between Pd and CeO₂. The low rates on the reduced Pd/CeO₂/Al₂O₃ catalysts can be correlated with the loss of Pd sites through encapsulation or particle agglomeration, a process found mostly irreversible after catalyst regeneration.