多价金属离子增强琼脂-聚丙烯酸复合双网络水凝胶及其自修复性能

使水凝胶同时具备高强度和自修复性能,采用"一锅法"制备了多价金属离子Ca~(2+)、Al~(3+)、Fe~(3+)增强琼脂(Agar)-聚丙烯酸(PAAc)复合双网络水凝胶Ca~(2+)/Agar-PAA、Al~(3+)/Agar-PAA和Fe~(3+)/Agar-PAAc双网络水凝胶。研究不同多价金属离子对Agar-PAAc双网络水凝胶的增强作用及Fe~(3+)/Agar-PAAc的自修复自愈合性能。结果表明,Fe~(3+)/Agar-PAAc的拉伸强度(320.7kPa)和断裂伸长率(1 130%)分别为Ca~(2+)/Agar-PAAc的12倍和9倍,Fe~(3+)/Agar-PAAc的断裂伸长率与Al~(3+)/Agar-PAAc相当,但拉伸强度为Al~(3+)/Agar-PAAc的5倍。对样品实施定应变拉伸使内部发生破坏,被破坏的Fe~(3+)/Agar-PAAc在Fe~(3+)溶液中浸泡30 min,修复率达到100%。被破坏的Fe~(3+)/Agar-PAAc在50℃环境中处理15min,修复率达到100%。切断的Fe~(3+)/Agar-PAAc凝胶断面被固定在一起,在密封环境中放置48小时,试样断面可自愈合,且可拉伸至约8倍初始长度。Fe~(3+)/AgarPAAc双网络水凝胶具有优异力学性能和自修复性能,不施加温度、化学物质等外界刺激,实现两重网络均具有自修复性能的效果。     

铁铕共掺杂的TiO_2空心微球的制备及光催化活性

通过溶胶-凝胶法制备铁铕共掺杂的TiO_2(Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2)空心微球,采用XRD、TEM、BET和XPS等对样品进行表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为目标反应,评价其光催化活性。结果表明:SiO_2微球表面均匀地包覆了1层TiO_2,超声有利于提高SiO_2@TiO_2复合微球间的分散性,同时也发现煅烧前对SiO_2@TiO_2复合微球进行研磨处理后所得的Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2空心微球部分塌陷,而未研磨和煅烧后研磨所得Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2空心微球完整性较好。XRD和BET分析表明,Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2空心微球为锐钛矿且具有良好的介孔结构,铁铕共掺杂在TiO_2空心微球中产生协同作用,使Fe3+-Eu3+/TiO2空心微球的粒径进一步减小,比表面积增大。当Fe~(3+)的掺杂量为1.0%、Eu~(3+)的掺杂量为0.5%时,Fe~(3+)-Eu~(3+)/TiO_2空心微球的光催化活性最高。     

三价铁对非晶态Fe-P合金电沉积的影响

研究了Fe~(3+)/Fe~(2+)浓度比对电沉积非晶态Fe-P合金的影响。当Fe~(3+)/Fe~(2+)浓度比≤1:40时,可获得良好的非晶态Fe-P合金镀层。     

超细Fe-Co颗粒的制备及表征

Fe-Co合金具有高的饱和磁化强度,高的磁导率,较低的矫顽力以及较小的损耗等优点,得到了广泛的应用。通过改变Fe~(3+)与Co~(2+)的比例,将Fe~(3+)与Co~(2+)同时加入到高压反应釜中,通过化学还原的方法,制备出了不同结构的Fe-Co相颗粒。随着Fe~(3+)/Co~(2+)摩尔比比值的降低,饱和磁化强度Ms逐渐增大,当n(Fe~(3+))/n(Co~(2+))=1∶0和0∶1时,饱和磁化强度分别取得最小值Ms=47.0A·m~2/kg和最大值Ms=113.1A·m~2/kg。     

Mo~(6+)掺杂对TiO_2凝胶相变的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同含量Mo~(6+)掺杂的TiO_2粉体,利用TG-DTA和XRD对凝胶的相变过程进行了研究,分析了产物的晶体结构、晶粒尺寸和金红石的相对含量。结果表明,Mo~(6+)掺杂对锐钛矿向金红石的转变呈现出抑制→促进→抑制的趋势,当Mo~(6+)掺杂质量含量大于3%,锐钛矿晶粒尺寸小于20nm。     

长余辉材料Sr_4Al_(14)O_(25)∶Eu~(2+),Nd~(3+)的溶胶凝胶法制备及性能研究

首次研究了以Nd~(3+)离子为辅助激活剂,对Eu~(2+)掺杂的发光材料Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+)余辉性能的影响.用溶胶凝胶法合成了Eu~(2+), Nd~(3+)共掺杂的Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+),Nd~(3+)发光粉末,并用扫描电镜、X射线衍射计、荧光分光光度计、余辉亮度测试仪、热释光剂量计等手段对粉末样品进行了表征.结果表明,在1350℃得到了单一的Sr_4Al_(14)O_(25)相,粉末颗粒平均粒度在1μm左右.Eu~(2+), Nd~(3+)共掺杂的Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+),Nd~(3+)发光粉末有402和485nm两个发射峰,与Eu~(2+)单掺杂的Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+)相比,发射峰位置没有变化,但适量的掺杂可以大大提高余辉时间和余辉亮度,余辉时间可达18h以上.最后通过对热释光谱的分析解释了双掺杂发光粉余辉性能增强的原因,适宜深度的陷阱可以有效存储光能,增强余辉的时间和强度.     

聚丙烯酰胺类复合絮凝剂对金属离子吸附的研究进展

介绍了近年来聚丙烯酰胺(PAM)与无机有机化合物、纳米材料等的复合絮凝剂种类及各自的吸附特点,并阐述了改性后的絮凝剂对重金属离子Pb~(2+)、Cr~(6+)/Cr~(3+)、Ni ~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)等的吸附效果,及对轻金属Zn~(2+)、Ca~(2+)、Li~+、Fe~(3+)的研究现状,通过改性的絮凝剂比原本单一的絮凝剂对金属离子的去除效果更好且更经济实惠。     

致色元素含量变化对红宝石谱学及颜色表征的影响

通过研究红宝石中Cr、Fe含量的变化对其吸收光谱以及颜色表征的具体影响,发现当Fe~(3+)/Cr~(3+)含量比接近0时,红宝石多呈紫红色,明度值中等偏高,且荧光强;当Fe~(3+)/Cr~(3+)含量比接近1时,红宝石紫色等杂色不明显,呈较为纯正的红色,明度值及荧光强度降低;当Fe~(3+)/Cr~(3+)含量比接近2时,红宝石明度值升高,颜色呈带粉色调的红色,荧光强度弱。基于以上研究成果,对今后深入开展红宝石产地鉴定以及品质分级的研究,提供了一定的科学理论依据。     

Yb~(3+)/Er~(3+)共掺钨钼酸盐上转换发光材料的研究

采用水热法合成了镱离子(Yb~(3+))/铒离子(Er~(3+))分别共掺杂钨酸钆银(AGWO)、钼酸钆银(AGMO),分别制得钨酸钆银∶镱/铒(AGWO∶Yb~(3+)/Er~(3+))上转换发光材料、钼酸钆银∶镱/铒(AGMO∶Yb~(3+)/Er~(3+))上转换发光材料,采用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及荧光光谱仪对合成样品的结构特征、表面形貌以及发光性能进行了表征。研究结果表明:在不同浓度Yb~(3+)和Er~(3+)共掺条件下,所得粉体样品的物相分别与AGWO、AGMO基质物相一致;随着合成条件的变化,样品具有不同的形貌:AGWO∶Yb~(3+)/Er~(3+)呈棒状、AGMO∶Yb~(3+)/Er~(3+)呈粒状;在980nm激光激发条件下,可以观测到波长位于525nm、550nm处的绿色发射光谱和波长位于660nm处的红色发射光谱,分别对应于Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)(525nm)、~4S_(3/2)→4I_(15/2)(550nm)和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)(660nm)特征跃迁。通过对比可发现,在Yb~(3+)/Er~(3+)掺杂浓度相同的条件下,AGMO∶Yb~(3+)/Er~(3+)具有较强的发射强度。     

离子双交联海藻酸钠/聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)高强度水凝胶的研究

利用海藻酸盐分子和共聚物链上丰富的羧基与多价金属离子的高配位能力,采用"一步法"离子双交联制备了高强度、高韧性的海藻酸钠/聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)-Fe~(3+)(S/P-Fe~(3+))双网络水凝胶。对浸泡多种金属离子(Na~+、Ca~(2+)、Cu~(2+)、Al~(3+)、Fe~(3+))溶液得到的金属离子双交联水凝胶的力学性能展开研究,结果表明,随着金属离子价态的升高,水凝胶的力学强度逐渐增大,其中铁离子的增强效果最好。通过优化SA含量、AAc与AAm的比例以及Fe~(3+)浓度,获得最佳配比的S/P-Fe~(3+)(SA 2%(质量分数,下同),AAc 5%(摩尔分数,下同)和Fe~(3+)0.06 mol/L)高强度水凝胶,其力学性能优越(拉伸强度3.24 MPa,断裂伸长率1 228%),同时该离子双交联高强度水凝胶还具有高的含水量(76%)。此外,S/P-Fe~(3+)水凝胶的交联强度受环境影响,通过p H值变化可调节其力学性能,使其具备形状记忆性。     

LaAlO_3∶Mn~(4+)/Er~(3+)荧光粉中敏化的近红外发光及能量传递

采用传统高温固相法成功合成了一系列Mn~(4+)/Er~(3+)共掺杂的LaAlO_3近红外发光荧光粉,并利用X射线粉末衍射(XRD)、荧光光谱及荧光衰减等手段对荧光粉的结构与发光性质进行了研究。结果发现,当激发Mn~(4+)离子时,在LaAlO_3∶Mn~(4+)/Er~(3+)荧光粉中可以观察到较强的近红外发射,分别对应于Er~(3+)的~4I_(11/2)→~4I_(15/2)(990nm)及~4I_(13/2)→~4I_(15/2)(1 552 nm),这表明Mn~(4+)与Er~(3+)之间存在着有效的能量传递。在LaAlO_3∶Mn~(4+)/Er~(3+)荧光粉中,最佳的Er~(3+)的掺杂浓度为2%(摩尔分数),进一步增加Er~(3+)掺杂浓度将导致浓度猝灭的发生。Er~(3+)浓度依赖的Mn~(4+)荧光寿命分析进一步表明了在LaAlO_3∶Mn~(4+)/Er~(3+)荧光粉中存在着Mn~(4+)到Er~(3+)的能量传递过程,并且证实其能量传递机理为电四极-电四极相互作用。     

溶胶-凝胶法制备超细Sr_2FeMoO_6及磁性能研究

以活性炭为还原剂,采用溶胶-凝胶法制备双钙钛矿结构巨磁电阻材料Sr_2FeMoO_6.经XRD物相分析证明,产品为四方晶系Sr_2FeMoO_6,空间群为I4/mmm,晶胞参数:a=0.558nm,c=0.7882nm.SEM形貌分析表明,粉体颗粒分散性较好,粒子基本为球形,尺寸在100nm以下.磁性能测试结果表明,样品的居里温度高于室温,1T磁场下室温饱和磁化强度为13.59A·m~2·kg~(-1).     

Cu/Fe双金属负载PAN非织造布催化降解甲醛气体研究

采用偕胺肟改性聚丙烯腈(PAN)非织造布作为载体材料,将其与Cu~(2+)和Fe~(3+)的混合溶液进行反应制备双金属负载PAN非织造布催化剂。采用XPS和UV-Vis对催化剂的分子结构进行了表征,然后考察了其在甲醛气体氧化降解反应中的催化作用。结果表明,Cu~(2+)和Fe~(3+)均是通过与偕胺肟基团中的羟基和氨基的配位作用负载于PAN非织造布上,而且两种金属离子可能通过配体发生了相互作用。此外,与Fe~(3+)的单金属催化剂相比,适量掺杂Cu~(2+)能够有效提高催化体系在甲醛降解反应中的催化活性,尤其有利于其在暗反应时催化降解甲醛气体,这主要归因于Cu~(2+)/Cu~+价态转化促进了强氧化性中间体Fe(Ⅳ)=O的生成。     

微波低温烧结快速制备Na1+xZr2-xFex(PO4)3陶瓷固态电解质

根据NaZr_2(PO_4)_3(简称NZP)的晶体结构特征和电荷补偿机理,通过掺入Fe~(3+)对NZP固态电解质进行改性,采用微波烧结工艺在950℃保温1.5 h制备了Na_(1+x)Zr_(2-x)Fe_x(PO_4)_3(x=0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4)陶瓷电解质,系统研究了Fe~(3+)掺入量对电解质的物相组成、微观形貌、相对密度以及离子电导率的影响规律。研究结果发现,利用微波烧结工艺,经950℃处理1.5 h后,成功制备出单相、致密的Na_(1+x)Zr_(2-x)Fe_x(PO_4)_3陶瓷电解质,与传统固相烧结相比,极大降低了烧结温度、缩短了制备周期。且随着Fe~(3+)掺入量的增加,样品的相对密度增大,最大为93.8%。阻抗测试结果表明,Fe~(3+)的掺入可提高样品的离子电导率,当Fe~(3+)掺量为0.3～0.4,室温离子电导率约为6.5×10~(-6) S/cm,高温(573 K)下离子电导率达到1.56×10~(-3) S/cm。     

La_(0.8)Ca_(0.2)Fe_(0.5)X_(0.5)O_3型氧化物的制备及其近红外发射率研究

利用固相反应法在1 300℃下合成La_(0.8)Ca_(0.2)Fe_(0.5)X_(0.5)O_3(X=Fe、Cu、Cr、Mn)氧化物,并对它们在近红外波段的发射率进行了研究和比较,通过XRD、XPS、FT-IR等对样品进行分析和表征。研究结果表明,合成的La_(0.8)Ca_(0.2)Fe_(0.5)X_(0.5)O_3型氧化物样品为单相正交晶系。掺杂后的试样较LaFeO_3在200~2 500nm近红外波段的发射率均提高60%以上,其中Ca-CrCa-CuCaCa-Mn不掺,可能是掺杂引入Fe~(4+)杂质能级增强了自由载流子浓度及其带隙之间的跃迁,不同元素掺杂引起Fe~(3+)Fe~(4+)的跃迁程度与氧空位的浓度存在差异,导致不同掺杂元素发射率不同。La_(0.8)Ca_(0.2)Fe_(0.5)X_(0.5)O_3型氧化物材料均具有优异的近红外辐射性能,能够在高温热工节能领域发挥作用。     

水杨酸型螯合树脂对Al~(3+)和Fe~(3+)的吸附性能研究

利用氯甲基化和亲核取代反应,制备了水杨酸型螯合树脂,并用FT-IR分析方法对其进行了检测。将所合成的树脂作为吸附材料,分别对Al~(3+)和Fe~(3+)溶液进行吸附实验,主要考察了吸附时间、温度及pH值等对树脂吸附性能的影响,得到了Al~(3+)和Fe~(3+)的最佳吸附条件。在Al~(3+)和Fe~(3+)最佳吸附条件下,改变吸附剂的质量,进行树脂对Al~(3+)和Fe~(3+)混合溶液的吸附实验。实验结果表明,这种树脂不仅可以同时吸附这2种离子,而且对这2种离子的吸附质量相差不大。     

掺Sr的BaTiO_3∶Eu~(3+)红色荧光粉的发光性能研究

以BaCO_3、SrCO_3、TiO_2和Eu_2O_3为原料,采用高温固相法制备了不同浓度的Eu~(3+)掺杂的Ba(0.8-x)Sr_(0.2)TiO_3∶xEu~(3+)(x=0.02~0.1)系列红色荧光粉。采用荧光分光光度计对其发光强度和吸收强度进行研究得出,最佳的Eu~(3+)摩尔分数x=0.08。考察了不同电荷补偿剂对Ba_(0.72)Sr_(0.2)TiO_3∶0.08Eu~(3+)荧光粉激发光谱和发射光谱的影响,结果表明,Li+是制备Ba_(0.72)Sr_(0.2)TiO_3∶0.08Eu~(3+)荧光粉的最佳电荷补偿剂。     

可用于白光照明的单一基质荧光粉(Sr_(0.95)Mg_(0.05))_3(PO_4)_2:Eu~(2+)的发光特性

采用高温固相法合成系列Eu~(2+)掺杂的单一基质的白光荧光粉(Sr_(0.95)Mg_(0.05))_3(PO_4)_2.该荧光粉可有效被270~390nm的紫外光激发,激发波长范围与紫外LED芯片相匹配.在激发波长为350nm时,发射光谱中有两个发射峰,峰值分别位于410nm和570nm,对应于Eu~(2+)的4f65d1→4f7跃迁,是Eu~(2+)占据了基质中Sr~(2+)的十配位和六配位的两种不同的格位后,形成的两个发光中心.当Eu~(2+)的掺杂浓度为1mol%时,具有最大的发光强度,继续增加Eu~(2+)的浓度后,会出现浓度猝灭现象.通过将Eu~(2+)的掺杂浓度从0到0.01,可以使该荧光粉的CIE色坐标从(0.259 5,0.198 7)的蓝光区域逐渐移动到(0.324 5,0313 3)的白光区域.基于实验结果和理论分析计算表明,这种荧光粉是一种潜在的用近紫外光激发产生白光LED的荧光粉.     

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。     

烧结时间对双钙钛矿Sr_2FeMoO_6晶体结构及微结构的影响

采用高温固相反应法制备了样品Sr_2FeMoO_6,根据烧结时间不同分别记为1,2和3#。采用X射线衍射技术研究了烧结时间对物相的影响,并对其晶体结构进行了分析。X射线衍射结果表明烧结时间的增加能有效提高晶体的结晶性和阳离子有序度,其1,2和3#样品的Fe/Mo阳离子有序度分别为90.0(2)%,94.0(5)%和95.3(4)%。采用扫描电子显微镜对该系列样品的微结构进行分析,结果表明随着烧结时间的增加,晶粒越来越大,空洞逐渐减少,晶界越来越清晰,晶粒尺寸越来越均匀。采用粒径分布计算软件对3个样品的粒径进行分析,得到1,2和3#样品的粒径分别为0.97,1.12和1.58μm。