反应时间对CaWO_4∶Eu~(3+)纳米晶形貌及发光性能影响

采用溶剂热法,以钨酸钠(Na_2WO_4·2H_2O)和氯化钙(CaCl_2)为原料,在V(醇)∶V(水)=3∶1,十二烷基磺酸钠(SDS)摩尔分数为1%,pH=7,180℃下,制备出了四方晶系结构的球形铕掺杂钨酸钙(CaWO_4∶Eu~(3+))纳米晶。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及荧光光谱(PL)对不同条件下制备出的产物的物相、形貌以及荧光性质进行表征,探讨了反应时间对产物形貌及发光性能的影响。结果表明,在不同反应时间下合成出了不同形貌的CaWO_4∶Eu~(3+)纳米晶。从荧光发射光谱可以看出,反应时间为24h的体系下合成出的球形CaWO_4∶Eu~(3+)纳米晶在393nm激发下于612nm处有强发射峰。由此,反应时间对CaWO_4∶Eu~(3+)纳米晶的物相和形貌及发光性能起到重要作用。     

柠檬酸钠对球形NaGd(MoO4)2∶Eu3+纳米晶的溶剂热合成与发光性能影响

采用以乙醇为溶剂的溶剂热法,以三氧化二钆(Gd_2O_3)和钼酸钠(Na_2MoO_4)为原料,柠檬酸钠(Na_3Cit)为表面活性剂,在pH=5,180℃条件下合成出铕离子(Eu~(3+))掺杂的球形双金属钼酸盐纳米粉体[NaGd(MoO_4)_2∶Eu~(3+)],并对制备的产物的物相、形貌以及荧光性质进行表征,探讨了表面活性剂量对产物形貌及发光性能的影响。结果表明,在393nm激发条件下,不同形貌的NaGd(MoO_4)_2∶Eu~(3+)纳米晶在612nm处均有很强发射峰,在Na_3Cit∶Gd_2O_3体积配合比为1∶3,Na_3Cit添加量为1mL,Eu~(3+)用量为5%(wt,质量分数)条件下,合成的球形NaGd(MoO_4)_2∶Eu~(3+)纳米晶颗粒均匀,荧光性较好。由此,表面活性剂Na_3Cit的添加量对产物的形貌及发光性能起到重要作用。     

ATP/CaF_2∶Ln~(3+)(Ln∶Eu,Tb,Ce/Tb)纳米粒子的制备及其荧光性能

采用两步法制备了三磷酸腺苷二钠(ATP)修饰的ATP/CaF_2∶Ln~(3+)(Ln∶Eu,Tb,Ce/Tb)纳米粒子。采用红外光谱(IR)、X-射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对所合成的纳米粒子进行结构表征,并通过荧光光谱(FS)研究了纳米粒子的荧光性能。结构研究结果表明,ATP成功地包覆在纳米粒子的表面,纳米粒子的晶相为CaF_2的立方结构,ATP/CaF_2∶Eu~(3+)、ATP/CaF_2∶Tb~(3+)、ATP/CaF_2∶Ce~(3+)/Tb~(3+)纳米粒子的平均粒径分别约为14nm、15nm、11nm。荧光性能研究表明,ATP/CaF_2∶Eu~(3+)、ATP/CaF_2∶Tb~(3+)纳米粒子基本不发射稀土离子的特征荧光,而发射出修饰剂ATP的荧光,由于Ce~(3+)对Tb~(3+)的敏化作用,ATP/CaF_2∶Ce~(3+)/Tb~(3+)纳米粒子发射出Tb~(3+)的特征荧光。     

Bi~(3+)和Ce~(3+)掺杂对Ca_(0.99)(WO_4)_(0.5)(MoO_4)_(0.5)∶0.01Eu~(3+)荧光粉体结构与发光性能的影响

采用高温固相法,分别以Bi ~(3+)和Ce~(3+)为掺杂离子,制备了红色荧光材料Ca_(0.99)(WO_4)_(0.5)(MoO_4)_(0.5)∶0.01Eu~(3+)。研究了Bi ~(3+)和Ce~(3+)的不同掺杂量分别对该红色荧光材料的相结构、显微结构和荧光性能的影响。结果表明:Bi ~(3+)、Ce~(3+)的掺入并不影响Ca_(0.99)(WO_4)_(0.5)(MoO_4)_(0.5)∶0.01Eu~(3+)晶相的形成,合成的荧光粉体结构均为四方纯相。当Bi ~(3+)摩尔掺杂量在1%(摩尔百分数,下同)~4%范围内逐渐增加时,粉体的荧光强度先增强而后降低,一定量的Bi ~(3+)掺杂能够改善粉体的形貌,而Ce~(3+)摩尔掺杂量在1%~4%范围内变化时,粉体的荧光性能呈降低趋势,粉体的颗粒不均匀,粉体表面有缺陷。     

xLiFePO_4·yLi_3V_2(PO_4)_3/C复合正极材料的制备及电化学性能研究

以石油焦为还原剂和碳源,采用固相法制备了一系列xLiFePO_4·yLi_3V_2(PO4)_3/C (n(x):n(y)=1∶0, 0∶1, 2∶1, 4∶1, 6∶1, 8∶1)复合正极材料。通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和电化学性能测试等表征了n(x)∶n(y)的掺杂比例对复合正极材料组成、微观结构和电化学性能的影响。XRD分析表明,当n(x)∶n(y)为1:0和0∶1时,合成的复合正极材料分别为橄榄石结构的LiFePO_4和单斜结构的Li_3V_2(PO_4)_3;当n(x):n(y)为2∶1,4∶1,6∶1和8∶1时,合成的复合正极材料由LiFePO_4/C和Li_3V_2(PO_4)_3/C相组成;TEM分析表明,复合正极材料的颗粒分散良好,颗粒直径约为150～250 nm,被碳层均匀包覆;电化学性能分析表明,8LFP·LVP/C的放电容量和初始库仑效率最高,分别达到166 mAh/g和97%,在7 C倍率下放电容量循环150次后,其放电容量为91 mAh/g,容量保持率为90.1%,与原始LFP/C和LVP/C相比,其循环性能显著提高。     

Yb~(3+)∶LiYF_4激光晶体的生长与光谱性能

报道了氟化物激光晶体Yb3+∶LiYF4的单晶生长与光谱性能。按照n(LiF)∶n(YF3)∶n(YbF3)=51.5∶47.5∶1.0制备配合料,经干燥HF气氛下的固相烧结合成制备出无水Yb3+∶LiYF4多晶料;采用非真空密闭条件下的坩埚下降法成功生长出系列12 mm尺寸的透明完整Yb3+∶LiYF4单晶。采用化学分析和光谱测量表征了所生长单晶的掺杂浓度和光谱性能,结果表明,Yb3+离子已成功掺杂进入基质晶体,其有效分凝系数估算为0.455;此单晶在较宽波长范围内具有良好光学透过性,在896 nm波长激发光作用下,该单晶具有930~1 030 nm波长范围的荧光发射,其荧光衰减寿命为1 888μs。     

掺杂铈的纳米羟基磷灰石的合成

本研究的主要目的是探讨掺杂铈的纳米羟基磷灰石的合成及其结构。本实验在反应原料中以不同的 X_(Ce)=Ce/(Ca Ce)(摩尔比)引入铈离子(范围在0%到10%),采用了水热法合成掺杂铈的纳米羟基磷灰石。用 TEM、EDS、XRD 和 FTIR 对合成产物的微观形貌、化学成分和晶体结构进行分析表征。分析结果表明 Ce~(3 )可进入羟基磷灰石晶格中,置换其中的 Ca~(2 );颗粒尺寸能随着 X_(Ce)的增大而变大,当 X_(Ce)≤5%时全是纳米级的颗粒。总而言之,本实验证明利用水热法可合成成分纯且分布均匀的掺杂铈的纳米羟基磷灰石是可行的。     

自蔓延-热处理工艺制备层状正极材料LiCoO_2

采用自蔓延-热处理工艺制备层状正极材料LiCoO2,研究热处理温度和热处理时间及Li/Co摩尔比对合成产物中LiCoO2的纯度、晶体结构及微观形貌的影响。利用X射线衍射仪和扫描电镜分析合成产物的相组成及其微观形貌,实验结果表明,制备LiCoO2的最佳工艺条件为n(Li)/n(Co)=1.03∶1、n(NH4NO3)/n(Co)=4∶3、n(C6H12N4)/n(Co)=4∶3、热处理温度800℃、热处理时间1.5h,所得产物中LiCoO2相纯度高达99.25%,且晶体具有较好的层状结构。     

介孔Ce_(1-x)Zr_xO_2材料的均匀共沉淀法制备与表征

以硝酸铈和硝酸锆为原料,尿素为沉淀剂,CTAB为模板剂,采用均匀共沉淀法,制备出具有介孔结构的Ce_(1-x)Zr_xO_2(x=0.1~0.4)材料。利用XRD、Raman光谱、BET、SEM和TEM等测试方法,对合成试样的晶体结构、微观形貌、孔结构等性能进行表征。实验结果表明制备的Ce_(1-x)Zr_xO_2材料主晶相为立方面心CeO2结构。Ce_(1-x)Zr_xO_2材料随着Zr~(4+)掺量增大,晶胞参数a逐渐减小,且BET比表面积呈现出先增加后减小的趋势;Ce_(0.9)Zr_(0.1)O_2试样BET比表面积随反应溶液中CTAB浓度增加逐渐增大,随煅烧温度升高而减小。当Zr~(4+)摩尔掺量为10%,CTAB的浓度为0.055mol/L,煅烧温度为500℃时,制备的Ce_(0.9)Zr_(0.1)O_2试样为直径约200nm的球形颗粒,BET比表面积达到了94.82m~2/g。     

不同晶型磷酸铈纳米材料的水热法合成及荧光性能

利用水热法成功地合成了不同晶型结构和形状的CePO_4纳米发光材料,并探讨了溶液pH值、反应温度等因素对其晶型结构、形貌及荧光性能的影响。结果表明,在酸性溶液中(pH 1)制备的CePO_4呈现纳米棒状并具有很好的结晶度,而在碱性溶液中(pH 12)制备的样品则为球状的纳米颗粒,结晶度较低。CePO_4纳米材料的晶型结构也受制备温度的影响,在溶液pH为1时,120℃下制备的样品具有六方晶型;随着反应温度的升高,逐渐有单斜晶型的产物生成,当温度到达200℃时,制备的样品全为单斜晶型。荧光光谱的结果表明,各种条件下制备的CePO_4纳米材料均在300～450 nm之间有强发射谱带,但单斜晶型的CePO_4的荧光强度要远大于六方晶型的样品。     

Ca_(0.95)Si_2O_2N_2:Eu_(0.05)带状荧光纳米纤维的制备与性能

采用静电纺丝与气相还原氮化相结合的方式制备了用于白光LED远场封装的Ca_(0.95)Si_2O_2N_2:Eu_(0.05)~(2+)带状荧光纤维。通过调节纺丝溶液的配比,得到了带状结构的Ca-Si-O-Eu前驱体纳米纤维和Ca_(0.95)Si_2O_2N_2:Eu_(0.05)~(2+)荧光纳米纤维。采用SEM、XRD、PL和HSP-3000 LED光谱测试系统等对材料进行了表征。微观上样品保持了带状纤维结构,宏观上以薄膜的状态存在,并具有一定的强度。样品在1250℃下保温4 h后的XRD图谱与CaSi2O2N2的标准卡片相符合,Eu~(2+)的掺杂没有改变CaSi_2O_2N_2的晶相。在400 nm激发光的照射下,Eu~(2+)掺杂的CaSi_2O_2N_2带状纳米纤维在550 nm附近呈现出一个较宽的来自于Eu~(2+)的4f65d→4f7跃迁的发射峰。利用Ca_(0.95)Si_2O_2N_2:Eu~(2+)带状荧光纤维膜和蓝光芯片远场封装的白光LED,具有较低的色温(4832 K),较高的显色指数(86)和流明效率(125 lm/W)。     

MnF_2∶Yb~(3+),Er~(3+)的溶剂热合成及其上转换发光性能

以NH4F为氟源采用溶剂热法制备了MnF_2∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶,考察了样品在980nm激发光源作用下,氟源用量及表面活性剂对所制备样品结构、形貌、粒径及发光性能的影响。X射线衍射结果表明,制备的样品属于四方晶系;扫描电镜和荧光光谱结果表明,n(Re~(3+))∶n(F-)=1∶10及5%聚醚酰亚胺的乙二醇溶液为表面活性剂条件下制备的样品颗粒呈截角八面体状,粒径均匀,其上转换发光强度最大。     

片状纳米聚对苯二胺的制备与表征

以盐酸为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,采用溶液聚合,合成了片状结构的聚对苯二胺.通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热分析(TGA/DSC)和扫描电子显微镜(SEM)分别对产物的结构、结晶性、热稳定性和微观形貌进行了表征.结果表明,所得的聚对苯二胺纳米片具有一定的结晶性和良好的热稳定性,聚对苯二胺的形貌与n(HCl)∶n(p-PDA)的比例有关,当n(HCl)∶n(p-PDA)=0.8时最易形成片状纳米聚对苯二胺.讨论了聚对苯二胺纳米片可能的形成机理.     

掺杂对LiFePO_4电化学性能的影响

用水热法制备LiFe_(0.95)M_(0.05)PO_4(M=Mg,Ni,Co),研究了掺杂对材料电化学性能的影响.结果表明,液相Fe位掺杂合成的LiFe_(0.95)M_(0.05)PO_4具有纯相橄榄石结构、结晶良好、粒径均匀;Fe位掺杂可增强材料的可逆性和导电性,提高其1C倍率下的电化学容量和循环稳定性;LiFe_(0.95)Mg_(0.05)PO_4,LiFe_(0.95)Ni_(0.05)PO_4和LiFe_(0.95)Co_(0.05)PO_4三种材料的1C倍率首次放电比容量分别为133.1 mAh·g~(-1),128.4 mAh·g~(-1)和135.2 mAh·g~(-1);三种掺杂离子中Co~(2+)掺杂的效果最好,0.1C和1C倍率放电循环30次后的容量衰减率仅为5.7%和9.5%.     

Ba2+共掺杂YPO4∶Tb3+荧光材料的水热合成与荧光性能

采用水热法合成Ba~(2+)共掺杂YPO4∶Tb~(3+)荧光材料,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光分光光度计等研究了合成样品的物相组成和荧光性能,并分析了Ba~(2+)掺杂量和反应体系pH值等对合成样品的物相结构及荧光性能的影响。结果表明,反应体系pH值和Ba~(2+)掺杂量直接影响所制备样品的结构与性能。少量Ba~(2+)(≤10%,原子分数,下同)共掺杂YPO4∶1%Tb~(3+)样品均为纯相四方晶系磷钇矿结构晶体,过量Ba~(2+)掺杂导致Ba_3(PO_4)_2杂质相的出现;pH值为6的水热环境下可获得高结晶度的单一相Ba~(2+)、Tb~(3+)共掺杂YPO4样品。激发和发射光谱测试结果表明,所制备的YPO4∶1%Tb~(3+),x%Ba~(2+)样品可被225nm的紫外光有效地激发而发射出强烈的Tb~(3+)特征的黄绿色光。一定量的Ba~(2+)共掺杂可以有效地提高YPO4∶1%Tb~(3+)样品的荧光性能,但过量(高于10%)的Ba~(2+)掺杂又会导致Tb~(3+)的荧光猝灭现象出现,最佳的Ba~(2+)共掺杂量为10%。所制备的YPO4∶1%Tb~(3+),10%Ba~(2+)样品在225nm紫外光激发下位于545nm处的发射带强度是YPO4∶1%Tb~(3+)样品的1.8倍。     

水热和高温烧结对BiPO_4:Tb~(3+)纳米晶发光性能的影响

通过室温共沉淀制备了BiPO_4和BiPO_4:Tb~(3+)纳米晶,研究了水热和高温烧结处理对室温合成BiPO_4:Tb~(3+)纳米晶的相结构、形貌以及发光性能的影响。X-射线衍射(XRD)分析显示所有样品均为低温单斜相结构的BiPO_4,并通过透射电镜(TEM)和红外光谱(FT-IR)进一步观察了纳米晶的形貌变化以及纳米晶表面微结构。荧光测试结果表明,在370nm激发下,光谱显示出Tb~(3+)离子的特征跃迁,且以~5D_4→~7F_5跃迁发射(544nm)为主峰。通过进一步优化纳米晶的结晶度、表面吸附水和乙醇等因素对发光性能的影响,获得了最佳的发光性能。     

Gd_2(MoO_4)_3∶Sm~(3+),Tb~(3+)荧光粉的制备及发光性能研究

采用溶胶-凝胶燃烧法制备了Gd_2(MoO_4)_3∶Sm~(3+),Tb~(3+)荧光粉,采用XRD、SEM和荧光光谱仪对样品的晶体结构、形貌及发光性能进行分析。结果表明:合成了正交晶系β′-Gd_2(MoO_4)_3,平均粒径为1μm左右。在254nm紫外光激发下,随着Sm~(3+)和Tb~(3+)掺杂浓度的变化,荧光粉颜色实现了红色→黄色→绿色的颜色可调,同时可观察到Tb~(3+)到Sm~(3+)的有效能量传递和Tb~(3+)的浓度淬灭现象。     

红色荧光粉Ba_(4-4x)B_(11)O_(20)F∶4xEu~(3+)的制备及发光性能

以BaCO_3、BaF_2、H_3BO_3和氧化铕(Eu_2O_3)原料,采用高温固相反应法制备了一系列新型荧光材料Ba_(4-4x) B_(11)O_(20)F∶4xEu~(3+)(x=0.06、0.08、0.10、0.12、0.14)。利用XRD、SEM和荧光分光光度计对粉体结构、形貌和发光性能进行表征,并研究了铕离子(Eu~(3+))掺杂量对Ba_(4-4x)B_(11)O_(20)F∶4xEu~(3+)发光性能的影响。研究结果表明在激发波长为465nm的条件下,材料的发射峰主要位于592、598、616、654和700nm处;随着Eu~(3+)离子浓度的增大,样品的发光强度先增大后减小,最佳掺杂浓度为x=0.12。     

KBaY(MoO_4)_3∶Eu~(3+)红色荧光粉的制备及发光性能研究

采用高温固相法制备了KBaY(MoO_4)_3∶Eu~(3+)红色荧光粉,并借助于X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱以及荧光寿命等表征手段对其结构、形貌及发光性能进行了分析。XRD结果显示,KBaY(MoO_4)_3∶Eu~(3+)样品衍射图与纯相KBaY(MoO_4)_3完全一致,Y~(3+)离子可以完全被Eu~(3+)离子替代而不会使晶体结构发生改变。激发光谱显示,KBaY(MoO_4)_3∶Eu~(3+)在394nm处具有一个强激发带,因此样品可以被近紫外光有效激发。荧光光谱结果显示,在KBaY(MoO_4)_3基质中,Eu~(3+)离子的最佳掺杂浓度高达90%,证明KBaY(MoO_4)_3∶Eu~(3+)的浓度猝灭效应比较弱;样品发光强度随温度升高而下降,当温度升高到200℃时,样品发光强度约为30℃时的63%,通过对ln(I_0/I_T-1)~1/kT的关系曲线进行拟合得到KBaY(MoO_4)_3∶Eu~(3+)的激活能为0.261eV。     

Na_3V_2(PO_4)_3/C复合材料的制备及电化学性能研究

利用不同的方法合成了Na_3V_2(PO_4)_3/C复合材料,通过X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、循环伏安、交流阻抗等方法对Na_3V_2(PO_4)_3/C材料进行了结构表征及性能测试。通过改变合成方法,考察了不同合成路径对于材料结构、微观形貌及电化学性能的影响。研究发现,利用水热法合成的Na_3V_2(PO_4)_3/C复合材料的颗粒呈类球形,粒径尺寸为50nm。电化学性能测试表明,0.1C倍率下,其首次放电比容量接近理论值,达到117.3mAh/g,50次循环后容量保持率为97.3%。2C倍率下,其放电容量仍能达到81.6mAh/g,循环10次后容量未见衰减。