Eu~(3+)掺杂ZnO纳米材料的制备与表征

采用超声化学法,以六水合硝酸锌、六水合硝酸铕和三乙醇胺为原料,在加入聚乙二醇20000的水中进行反应,制备了呈球状的纳米ZnO:Eu⁽³⁺⁾。采用X射线衍射(XRD)、场致发射扫描电镜(SEM)、紫外-可见光谱(UVVis)、光致发光谱(PL)等技术对所制备的样品进行了系列表征。结果表明,掺杂后并未改变纳米颗粒的晶型结构,紫外-可见吸收光谱显示其在紫外、可见光区域的吸收能力均有所增强;荧光光谱显示在紫外、可见光区存在多个发光峰,掺杂后发光强度增强。     

Eu~(3+)掺杂ZnO纳米材料的制备与表征

采用超声化学法,以六水合硝酸锌、六水合硝酸铕和三乙醇胺为原料,在加入聚乙二醇20000的水中进行反应,制备了呈球状的纳米ZnO:Eu~(3+)。采用X射线衍射(XRD)、场致发射扫描电镜(SEM)、紫外-可见光谱(UVVis)、光致发光谱(PL)等技术对所制备的样品进行了系列表征。结果表明,掺杂后并未改变纳米颗粒的晶型结构,紫外-可见吸收光谱显示其在紫外、可见光区域的吸收能力均有所增强;荧光光谱显示在紫外、可见光区存在多个发光峰,掺杂后发光强度增强。     

反溶剂沉淀法合成Fe3+掺杂ZnO纳米结构及其可见光催化性能

以氯化胆碱-草酸低共熔溶剂(ChCl-OA DES)为溶剂，ZnO和Fe₂O₃为原料，通过简单的反溶剂沉淀法制备出不同掺杂浓度的Fe³⁺掺杂ZnO(Fe-ZnO)纳米结构。采用SEM、XRD、拉曼光谱、XPS等手段对所制Fe-ZnO结构与形貌进行了表征。结果表明，Fe-ZnO是由直径为20～30 nm纳米晶组装而成的微米棒。不同掺杂浓度的Fe-ZnO纳米晶均为六方铅锌矿结构，Fe³⁺很好地进入ZnO晶格。同时考察了所制Fe-ZnO的光吸收特性和光催化活性，发现Fe³⁺掺杂使其吸收峰红移至可见光范围，有效增强了可见光区域的催化活性。当Fe掺杂量为1.0%(atom)时，样品的光催化活性最好，比ZnO增大了约102倍。这说明Fe³⁺掺杂可改善ZnO对可见光光子的捕获能力。     

柠檬酸溶胶凝胶法合成CeO_2/ZnO/Al_2O_3纳米紫外屏蔽材料

以六水合硝酸铈、六水合硝酸锌以及九水合硝酸铝为原料,采用柠檬酸溶胶凝胶法制备了纳米CeO_2/ZnO/Al_2O_3紫外屏蔽材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)等测试手段对样品进行了表征。结果表明,样品为30～50 nm纳米团状颗粒,并在UVA紫外区域比与同等条件下合成的CeO_2/ZnO更好的吸收。CeO_2/ZnO/Al_2O_3样品在紫外光照射下90 min RhB溶液脱色率仅为23%,具有优良的紫外屏蔽性能,且与CeO_2/ZnO相比没有光催化性。     

Dy3+/Tb3+单掺硼酸盐玻璃陶瓷的高效可见荧光发射

实验采用高温熔融-退火法分别合成了Tb³⁺掺杂和Dy³⁺掺杂的稀土硼酸盐玻璃陶瓷材料。XRD晶相分析表明,所制备的样品为非晶态玻璃陶瓷物质;SEM形貌分析表明,样品表面十分致密,无明显的结晶状物质;光谱特性试验结果表明,在紫外激发下,Tb³⁺和Dy³⁺单掺在这种新型硼酸盐玻璃陶瓷中分别发出了强烈的绿色和明亮的黄白光。该类材料在可见显示器件方面具有广阔的应用前景,可用于开发新型彩色光源、荧光显示器件、紫外传感器和可调谐可见光激光器。     

稀土Eu3+掺杂对SnO2薄膜光学和电学性质的影响

基于旋涂法制备了Eu³⁺掺杂的SnO₂薄膜，并通过紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、电流-电压测试和原子力显微镜(AFM)等对样品的光学性质、电学性质和表面形貌进行了表征。研究发现，在200nm～380nm的波长范围内，掺杂15at%Eu³⁺的SnO₂薄膜光吸收率最高；在380nm～700nm的可见光范围内，掺杂15at%Eu³⁺的SnO₂薄膜光透射率较强，掺杂20at%Eu³⁺的SnO₂薄膜光吸收率最强。随着Eu³⁺掺杂浓度的增加，SnO₂薄膜的电阻增加，表面的平均粗糙度显著降低。     

ZnO一维纳米材料的热蒸发法制备及光学性能研究

以Zn粉为原料,在1050℃空气气氛中采用热蒸发法成功制备了ZnO一维纳米材料.探讨了覆盖瓷舟对ZnO纳米晶的形成及其形貌和光学性能的影响.X射线衍射(XRD)分析表明,产物是纯六方纤锌矿结构的ZnO;扫描电子显微镜(SEM)形貌观察显示,产物为ZnO纳米线、微纳米棒和四角针状ZnO;光致发光谱(PL)表明ZnO一维纳米材料主要有3个蓝光发光带;紫外-可见光光谱(UV-vis)显示ZnO一维纳米材料能有效的催化降解次甲基蓝溶液.     

Li+掺杂浓度对Sr3ZnNb2O9:Eu3+荧光粉发光特性的影响

Li⁺作为电荷补偿剂可以提高Sr₃ZnNb₂O₉:Eu³⁺荧光粉的发光强度和热稳定性。本文通过高温固相反应成功制备了Sr₃ZnNb₂O₉:xEu³⁺,yLi⁺(0≤x≤0.5,0≤y≤0.5)荧光粉,为了鉴定和描述样品的物相、发光特性和热稳定性,进行了XRD和发光光谱测试。结果表明:Eu³⁺和Li⁺已经成功掺入到基质材料中,并取代Zn²⁺位点;Li⁺的最佳掺杂浓度为0.3(摩尔分数),浓度猝灭类型是在最近邻离子之间;掺杂Li⁺提高了荧光粉的热稳定性,活化能为0.193 eV,CIE色坐标为(0.651,0.349),非常接近国际照明委员会规定的标准色坐标。     

铈掺杂氧化锌纳米光催化剂的制备及应用性能

以二水合乙酸锌、六水合硝酸铈和氨水为原料,采用沉淀法制备了一系列铈(Ce)掺杂纳米氧化锌光催化剂(x-CZO),采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见漫反射谱(UV-Vis DRS)对催化剂进行表征,研究了其在可见光下催化降解罗丹明B(RhB)的性能。结果表明:Ce~(4+)离子成功掺入六方纤锌矿结构ZnO的晶格中。随着Ce掺杂浓度的增大,x-CZO对可见光的吸收能力增强,其中1%-CZO的可见光催化性能最佳。借助静电吸附作用将1%-CZO与Fe_3O_4/聚乙烯亚胺纳米磁粒复合,磁性载体赋予光催化剂以快速响应外磁场和方便回收的性能,借助磁铁可以在6 min内回收92%。同时,磁性载体的存在对1%-CZO的光催化活性几乎无影响,磁性光催化剂在太阳光照射40 min时对RhB的降解率达到92%。     

Fe3+掺杂CaZrT2iO7色料的制备及近红外反射性能研究

采用高温固相法合成了一种新型无机色料CaZrTi_2-xFe_xO₇ (x=0,0.1,0.2,0.3,0.4),并利用X射线衍射仪(XRD)、固体紫外/可见光/近红外分光光度计、色度测试仪、酸碱稳定性测试等对掺杂钙钛锆石的晶相结构、光谱性质以及耐酸碱性进行了分析表征。结果表明:Fe³⁺的掺杂并未改变钙钛锆石的晶体结构,主要仍为钙钛锆石相。随着Fe³⁺掺杂量的增加,色料颜色由灰白色逐渐转变为黄色、暗橙色,红色指标a^*和黄色指标b^*均有所增加,当掺杂量x为0.4时,具有最高的黄度值,b^*约为28.9。此外,未掺杂的色料具有85.3%的最高近红外反射率,且随着掺杂量的增加,近红外反射率有所降低,但仍保持较高的近红外反射率。     

Sm3+离子激活的Ba3ZnNb2O9荧光粉的制备及发光性能

利用高温固相法合成了不同Sm³⁺掺杂浓度的Ba₃ZnNb₂O₉荧光粉,并利用X射线粉末衍射(XRD)、漫反射光谱(DRS)、荧光发射光谱及荧光寿命等表征手段对样品的结构与发光性能进行了研究。XRD结果显示纯样Ba₃ZnNb₂O₉与Ba₃ZnNb₂O₉:Sm³⁺荧光粉的衍射图完全吻合,表明Sm³⁺离子的少量引入并未对晶体结构产生影响。漫反射光谱显示样品可以被近紫外光有效激发。发射光谱表明存在基质向Sm³⁺离子的能量传递过程,Sm³⁺离子的最佳掺杂浓度为x=0.1。     

Fe~(3+)、Eu~(3+)共掺纳米TiO_2光催化降解N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯

采用溶胶-凝胶-微波法制备Fe3+、Eu3+共掺杂纳米TiO2(Fe/Eu-TiO2),并通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(FS)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积测定(BET)等手段对其进行表征。结果表明:在500℃氮气保护下退火制得的Fe/Eu-TiO2为锐钛矿相纳米颗粒,平均粒径为20—50 nm;对可见光的响应范围为370—770 nm。光催化降解N-(2-苯并咪唑基)-氨基甲酸甲酯(多菌灵)的实验表明,Fe3+、Eu3+共掺杂对TiO2光催化表现出协同增效作用,在可见光下能产生更多的羟基自由基,对多菌灵降解速率常数kapp为0.046 66 min-1,大于分别单掺Fe3+和Eu3+的TiO2纳米粒子。     

不同水解抑制剂下Sr2+掺杂改性纳米TiO2的制备及可见光响应行为

采用溶胶-凝胶法,以钛酸丁酯为钛源,分别以三乙醇胺和亚氨基二乙酸为水解抑制剂,制备掺杂不同含量Sr²⁺的纳米TiO₂,并对其在可见光范围内对孔雀石绿的光催化降解活性进行评价。结果表明,Sr²⁺掺杂能够有效提高纳米TiO₂的光催化性能,并确定不同条件下合成的纳米TiO₂的最佳掺杂量和反应条件。对掺杂的TiO₂进行紫外可见漫反射光谱、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱以及氮物理等温吸附等表征,揭示了表面性能、电子结构、脱水性能、吸附性能、结晶程度和晶相结构等多方面协同作用是Sr²⁺掺杂的TiO₂具有最高光催化活性的原因。这种新型光催化剂可能在环境净化和水处理方面具有一定的应用价值。     

Bi^3＋掺杂对纳米ZnO形貌及其光催化性能的影响

以硝酸锌为原料,尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀法分别制备了未掺杂的纯纳米ZnO粉体和Bi3+离子掺杂纳米ZnO粉体.XRD、TEM分析及光催化试验结果表明:本研究制备的纯相纳米ZnO粉体和Bi3+掺杂纳米ZnO粉体均为六方晶系纤锌矿结构,掺杂并未改变ZnO的晶系结构:但对其晶粒形貌产生了影响,除了球状形貌外,还产生了大量长短不一的棒状结构.与纯相纳米ZnO相比,Bi3+的掺杂降低了其光催化活性,在80min光照下MB的降解率已经由68-26%降低到10.02%,但随着Bi3+掺杂量的增加,其光催化活性有所改善,当掺杂量达到3%时,光催化降解率重又升高到46.98%.     

柠檬酸溶胶凝胶法合成CeO_2/ZnO/Al_2O_3纳米紫外屏蔽材料

以六水合硝酸铈、六水合硝酸锌以及九水合硝酸铝为原料,采用柠檬酸溶胶凝胶法制备了纳米CeO_2/ZnO/Al_2O_3紫外屏蔽材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)等测试手段对样品进行了表征。结果表明,样品为30～50 nm纳米团状颗粒,并在UVA紫外区域比与同等条件下合成的CeO_2/ZnO更好的吸收。CeO_2/ZnO/Al_2O_3样品在紫外光照射下90 min RhB溶液脱色率仅为23%,具有优良的紫外屏蔽性能,且与CeO_2/ZnO相比没有光催化性。     

β-NaYF4:Yb3+,Tm3+/g-C3N4复合水凝胶材料的制备及其应用

为了有效解决日益严重的水污染问题,本文研究了β-NaYF₄: Yb³⁺, Tm³⁺/g-C₃N₄复合材料的制备及其在可见光下催化降解亚甲基蓝模拟废水的最佳工艺条件。首先,利用溶剂热法合成了β-NaYF₄: Yb³⁺, Tm³⁺,再将煅烧法制备的 g-C₃N₄加入聚丙烯酸/聚乙烯醇水溶液,后滴入饱和硼酸溶液获得β-NaYF₄: Yb³⁺, Tm³⁺/g-C₃N₄/聚丙烯酸/聚乙烯醇复合水凝胶。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计、热重分析仪、全自动比表面积微孔孔隙分析仪等进行表征;利用正交试验L₁₆(4⁵)考察复合材料的投加量、复合材料的比例、温度、亚甲基蓝溶液的pH、光照时间等因素,探索降解亚甲基蓝的最佳工艺条件。正交试验结果表明：光照时间为20.0h、pH为7.00、复合材料的投加量0.25g、温度20.0℃、复合材料活性组分β-NaYF₄: Yb³⁺, Tm³⁺与g-C₃N₄的比例为1∶4,此时对30.0mg/L亚甲基蓝降解率达到94.84%,循环降解亚甲基蓝模拟废水4次后的降解率仍高达为86.22%。     

Al掺杂对甲醇醇解法合成ZnO纳米粉体的影响

采用醇解法,在130℃的甲醇溶液中分别合成纯的和Al掺杂纳米氧化锌(ZnO)晶体.使用X射线衍射仪,透射电子显微镜,Fourier红外光谱和偏振稳态荧光光谱对其晶体结构和光学性能进行了表征.结果表明:在甲醇溶液中,在较低的温度(130℃)下,成功制备出纳米ZnO晶体.Fourier红外吸收光谱表明醇解法合成的ZnO纳米晶体含有较少的有机物杂质.荧光光谱结果可以看出,纯ZnO和Al掺杂的ZnO纳米晶体在可见光范围(400nm～700nm)内有一个高的蓝光发光带(峰位为440nm)和一个绿光发光带(纯的和Al掺杂的峰位分别为520nm和530nm).通过对比发现掺杂Al可以有效的改变ZnO纳米粉体的可见光发光特性.     

白光SrMoO4:Eu3+,K+@g-C3N4荧光粉的合成及其性能研究

为了获得单一基质白光荧光粉，以三聚氰胺为原料，采用热分解法制备g-C₃N₄蓝色荧光粉，采用高温固相法制备了Sr_0.92Mo O₄:0.08Eu³⁺(SMO:E)和Sr_0.82Mo O₄:0.08Eu³⁺,0.10K⁺(SMO:EK)红色荧光粉，通过沉淀吸附反应制备了Sr_0.82Mo O₄:0.08Eu³⁺,0.10K⁺@0.013g-C₃N₄(SMO:EK-CN)复合荧光粉。利用X射线粉末衍射、红外光谱、荧光光谱、热猝灭分析对荧光粉进行表征，分别探讨了Eu³⁺单掺杂和Eu³⁺、K⁺共掺杂以及Eu³⁺、K⁺、g-C₃N₄     

纳米ZnO粉体的制备及紫外-可见光吸收性能研究

采用直接沉淀法,以ZnSO4·7H2O为锌源,以Na2CO3为沉淀剂制得纳米ZnO的前驱体,在不同的热处理温度条件下制备了不同晶粒尺寸的纳米ZnO粉体.用X-射线衍射仪,透射电子显微镜和紫外-可见分光光度计对粉体的晶体结构,显微形貌和紫外-可见光吸收性能进行了表征,并重点探讨了煅烧温度对纳米ZnO粉体在紫外-可见光波段吸收性能的影响.结果表明,前驱体为Zn5(OH)6(CO3)2,300℃以上的煅烧温度下为六方晶系的球形纳米ZnO.合成的粉体在可见光区有很好的透过性,而在紫外光区具有很宽的吸收频段和优异的吸收性能,且随煅烧温度的不同而出现变化.     

MoS2/ZnO纳米复合材料的光学和光催化性能

在溶剂热法制备ZnO纳米粒子的基础上,利用物理剥离和纳米粒子互剪切作用成功制备了MoS₂/ZnO异质结构纳米复合物。以扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线能量色散光谱、粉末X射线衍射、拉曼光谱仪、紫外-可见漫反射光谱、光致发光谱等对样品进行了结构形貌和性能表征。结果表明,利用物理剥离和互剪切作用能有效地获得MoS₂/ZnO复合物,复合作用使得MoS₂位于378cm^-1(E¹_2g)和400cm^-1(A_1g)处的两个特征拉曼峰显著增强。复合物中MoS₂含量越少,两个特征拉曼峰强度反而越高,且两峰波数间隔相应减小。可归因于MoS₂含量较低时,ZnO纳米粒子对MoS₂的物理剥离效果越显著,同时,MoS₂体现出良好的分散性和较小的厚度。MoS₂含量对MoS₂/ZnO的发光具有明显的调制作用,显著增强了复合物在可见光区域的吸收。随着MoS₂含量增加,其可见光发光强度迅速减小,紫外峰出现明显的蓝移。纯ZnO对苯酚的降解率最高达90%,而MoS₂/ZnO复合物对苯酚的降解率达100%,复合物对苯酚的最终降解率明显高于纯氧化锌。