剥离蒙脱石表面原位构建Bi_(2)O_(3)/Bi_(2)SiO_(5)异质结及其光催化活性EI北大核心CSCD

采用一步法,在剥离蒙脱石表面原位构建了Bi_(2)O_(3)/Bi_(2)SiO_(5)异质结,系统研究了其物相结构、微观形貌和光学特征。制备过程中,剥离蒙脱石除作为Bi_(2)O_(3)/Bi_(2)SiO_(5)异质结生长的骨架,还可以作为硅源得到Bi_(2)SiO_(5)。结果表明:与纯α-Bi_(2)O_(3)相比,在模拟太阳光的照射下,Bi_(2)O_(3)/Bi_(2)SiO_(5)异质结表现出对罗丹明B有优良降解性能,这主要是由于Bi_(2)O_(3)与Bi_(2)SiO_(5)之间形成的p-n结以及高的比表面积所引起的。此外,还提出了光催化反应机理。本工作提供了一种构建低成本污染物降解催化剂的新方法,拓展了蒙脱石的新应用。     

海水镁砂中B2O3的分布和它的矿相组成

从电子探针显微分析和离子显微探针分析看出,镁砂中的B_2O_3不分布在方镁石中,而分布在第二相。从电子探针显微分析的定量分析可以看出:(1)方镁石中没有B_2O_3固溶体;(2)镁橄榄石中不含B_2O_3;(3)钙镁橄榄石中含少量的B_2O_3;(4)2CaO·SiO_2中含3%～5%的B_2O_3。在高B_2O_3(0.15%～0.4%)镁砂中,大量的B_2O_3形成高B_20_3(一般10%～24%)玻璃相。这些玻璃相熔点低,其润湿性对方镁石好。这些性能主要影响烧结性能。在低B_2O_3(0.04%)、C/S比高的镁砂的情况下,在2CaO·SiO_2固溶体中含全部的B_2O_3,其熔点高。     

Li_(1 x)Ti_(2-x)Ga_xP_3O_(12)和Li_(1 2x)Ti_(2-x)Mg_xP_3O_(12)系统的相关系和电导

研究了Li_(1 x)Ti_(2-x)Ga_xP_3O_(12)和Li_(1 2x)Ti_(2-x)Mg_xP_3O_(12)系统的组成、结构和电性的关系。在这两个系统中,Ga~(3 )和Mg~(2 )都能在一定的组成范围内取代LiTi_2P_3O_(12)中的Ti~(4 )形成固溶体,并使电导率提高。电导率极大值分别出现在x=0.6和x=0.3处,其在300℃左右的值为8.4×10~(-3)和5.3×10~(-3)s/cm。 比较了Ga~(3 )、Mg~(2 )和In~(3 )三种离子取代Ti~(4 )对电性的影响,并从结晶化学角度讨论了它们的差异。     

Bi_4Ti_3O_(12)掺杂(Ba,Sr)TiO_3基电容器陶瓷介电性能研究

采用传统固相法制备了Bi_4Ti_3O_(12)掺杂(Ba_(0.71),Sr_(0.29))TiO_3(BST)陶瓷。研究了Bi_4Ti_3O_(12)掺杂量对BST电容器陶瓷介电性能、物相组成和微观结构的影响。结果表明:随着Bi_4Ti_3O_(12)掺杂的增加,BST陶瓷的相对介电常数逐渐减小,介电损耗先减小然后增大,Bi_4Ti_3O_(12)掺杂后的BST陶瓷仍为钙钛矿结构。当Bi_4Ti_3O_(12)掺杂量为1.6 wt%时,BST陶瓷的综合介电性能最好,εr为3744,tanδ为0.0068,ΔC/C为+1.70%,-44.61%,容温特性符合Y5V特性。     

溶剂热法制备多级纳米结构Bi_(4)Ti_(3)O_(12)及其光电性能研究

采用溶剂热法制备多级结构钛酸铋(Bi_(4)Ti_(3)O_(12))纳米材料,该材料由纳米片堆叠成层状,再自组装成5μm微米球状结构。表征该Bi_(4)Ti_(3)O_(12)纳米结构的光电性能,并与纳米片空心球结构Bi_(4)Ti_(3)O_(12)的光电性能进行对比。结果表明,该多级结构Bi_(4)Ti_(3)O_(12)的光电性能较纳米片空心球结构Bi_(4)Ti_(3)O_(12)提高了10倍。紫外-可见光吸收谱表明多级结构Bi_(4)Ti_(3)O_(12)的禁带宽度小于纳米片空心球结构Bi_(4)Ti_(3)O_(12)。多级结构Bi_(4)Ti_(3)O_(12)材料中纳米片暴露的晶面是影响材料光电性能的重要因素。     

Bi_4Ti_3O_(12)/TiO_2异质结的原位制备及其光化学性能研究

利用Bi_4Ti_3O_(12)和TiO_2的结构相似性,以TiO_2纳米片为原料,用水热法制备了Bi_4Ti_3O_(12)/TiO_2异质结,并通过X射线衍射、扫描电子显微镜和高分辨透射电镜等证实了异质结结构的形成。可见光催化反应活性的表征说明Bi_4Ti_3O_(12)/TiO_2异质结结构相较于TiO_2或Bi_4Ti_3O_(12)性能有明显提高,光电化学表征进一步证实Bi_4Ti_3O_(12)/TiO_2异质结结构能有效促进光生电子-空穴对的分离。实验结果还表明,这种增强作用与两相的比例密切相关,并通过控制两相比例对性能进行了优化。     

Ln_2O_3(稀土氧化物)-ZrO_2系统相平衡的研究——Ⅰ.La_2O_3-ZrO_2二元系统的相平衡

用淬火法及熔融法做出了La_2O_3-ZrO_2系就1600℃以上的相图。在此系就内存在着La_2Zr_2O_7化合物,La_oZr_2O_7于2250℃一致熔融,它和La_2O_3形成具有极限溶解度的固溶体,共熔点的组成为82.54±2.5重量%La_2O_3,温度为1925±25℃。La_2Zr_2O_7和ZrO_2形成的固溶体属于包晶反应类型,在2325±25℃发生以下反应:ZrO_2固溶体+液相(?)CaF_2型立方固溶体。CaF_2型立方固溶体的稳定温度范围为17754±25℃至23254±25℃,存在区域约在30%La_2O_3左右。La_2Zr_2O_7固溶体和CaF_2型立方固溶体形成的共熔点粗成为42.5±2.5%La_2O_3,温度为2125±25℃。     

Na_5YSi_4O_(12)超离子导体的制备及其特性

Na_5YSi_4O_(12)多晶陶瓷是用5Na_2CO_3:Y_2O_3:8SiO_2 原料经混料、煅烧、压型、素烧后于1075℃在空气中烧结3h制备而成。经测其密度为理论值的92％,平均晶粒小于3μm,熔点1210℃。在88kHz频率下,测量了25～280℃温度范围样品的电导率(σ)与绝对温度(T)的关系。得出温度高于150℃,ln(σT)与1/T 成线性关系。在150～280℃温度范围内,钠离子激活性能为0.302eV,280℃时钠离子电导率为0.074Ω~(-1)cm~(-1)。     

(100)择优取向对0.935Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3-0.065BaTiO_3-0.01Al_6Bi_2O_(12)无铅压电薄膜的结构和性能影响

通过激光脉冲沉积技术(PLD)在Pt(111)/Ti/SiO_2/Si(简称Pt)和具有LaNiO_3缓冲层的Pt(111)/Ti/SiO_2/Si(简称LNO/Pt)两种衬底上制备了0.935Bi_(1/2)Na_(1/2)TiO_3-0.065BaTiO_3-0.01Al_6Bi_2O_(12)(简称BNT-BT-AB)薄膜。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜和铁电分析仪等对薄膜的结构和性能进行了测试和表征。结果表明:Pt衬底上BNT-BT-AB薄膜为随机取向,晶粒形貌为立方块状,剩余极化强度2P_r=20.38μC/cm~2,介电可调为19%,局部有效压电系数d~*_(33)为130pm/V;LNO/Pt衬底上BNT-BT-AB薄膜呈现高度的(100)择优取向,薄膜表面平整,剩余极化强度2P_r=21.25μC/cm~2,介电常数(700)和介电可调性(23%)均大于随机取向薄膜,d~*_(33)提高到150pm/V。     

Bi_(12)O_(17)Cl_2光催化降解RhB——响应曲面法优化反应条件

利用水热法制备出Bi_(12)O_(17)Cl_2,并对其进行了SEM和XRD表征,研究在不同条件下光催化降解RhB活性。通过单因素实验确定主要的影响因素和水平,利用响应曲面法对主要影响因素进行优化。通过分析实验结果,建立了Bi_(12)O_(17)Cl_2光催化降解罗丹明B(RhB)的二次多项式模型。预测光催化降解RhB的最佳反应参数是:催化剂投加量32.65 mg,RhB初始浓度5.53 mg/L,反应时间160.13 min,预测降解率可达100%。     

Li_(1+x)Ge_(2-x)Cr_xP_3O(12)系统的相关系与电导

研究了Li_(1+x)Ge_(2-x)Cr_xP_3O_(12)系统的相组成与电导的关系。用Cr~(3+)置换LiGe_2P_3O_(12)中的Ge~(4+)在00.5时出现未知相。用少量Cr~(3+)取代Ge~(4+)后电导率即骤增,在固溶体范围内电导率随x值的增大而升高,在0.2≤x≤0.6区间都有较高的电导率。Lj_(1.3)Ge_(1.7)Cr_(0.3)P_3C在35℃、300℃、450℃时的电导串分别为2.9×10~(-5)、1.1×10~(-2)、4.6×10~(-2)(S/cm),电导活化能为0.37eV,电子迁移数在10~(-5)数量级。     

Bi_4Ti_3O_(12)/g-C_3N_4复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

采用机械混合/热处理的方法制备了具有异质结结构的Bi_4Ti_3O_(12)/g-C_3N_4复合光催化剂,利用XRD、SEM及UVVis对所制备的复合光催化剂的结构与形貌进行了表征。结果表明,复合光催化剂中形成了异质结构,其禁带宽度减小,吸收带边红移,可见光吸收增加。以Rh B为目标污染物评价复合光催化剂的活性,考察了不同g-C_3N_4复合量对光催化剂反应活性的影响。结果表明,异质结型复合光催化剂的光催化活性明显优于单相Bi_4Ti_3O_(12);当g-C_3N_4的质量分数为20%时,其光催化性能最佳(90 min达92. 8%),其表观反应常数为单相Bi_4Ti_3O_(12)的4倍。复合光催化剂光催化活性提高的原因是Bi_4Ti_3O_(12)与g-C_3N_4之间形成了异质结,显著降低了光生电子和空穴的复合几率。外加捕获剂的实验结果表明,复合光催化剂的主要活性基团为空穴(h+)与超氧自由基(·O2-)。     

Ln_2O_3(稀土氧化物)-ZrO_2系统相平衡的研究Ⅱ.Gd_2O_3-ZrO_2二元系统的相平衡

用淬火法及熔融法做出了Gd_2O_3-ZrO_2系统2000℃以上的相图。Gd_2O_3和ZrO_2形成具有极限溶解度的固溶体,最低共熔点的温度为2175±25℃,组成在91重量％Gd_2O_3左右。在固溶体连续的区域内有四方ZrO_2固溶体向CaF_2型立方固溶体,以及CaF_2型立方固溶体向Tl_2O_3型立方固溶体的连续转变。     

烧结法制备负膨胀β-锂霞石微晶玻璃

采用化学纯原料,利用烧结法制备了Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系负膨胀微晶玻璃。利用DTA、XRD、SEM和EDS等测试方法,研究了微晶玻璃基础成分配比(Al_2O_3/Li_2O)和添加剂(Bi_2O_3)用量对微晶玻璃物相组成、显微结构、热学性能和力学性能的影响。随着Al_2O_3/Li_2O不断增大,样品的主晶相始终为β-锂霞石,样品的吸水率逐渐减小,热膨胀系数与抗折强度则不断增大。随着Bi_2O_3添加量的增加,微晶玻璃中次晶相Bi_2SiO_5的析出量也随之增加。由于Bi_2SiO_5晶相的热膨胀系数远大于β-锂霞石晶相,故微晶玻璃的热膨胀系数逐渐增大。     

Na_3Zr_(2-x)Mg_xSi_(2-2x)P_(1+2x)O_(12)系统的相关系和电性能

研究了Na_3Zr_(2-x)Mg_xSi_(2-2x)P_(1+2x)O_(12)系统的组成、结构和电性能。结果表明:Mg~(2+)能在一定的组成范围内取代Na_3Zr_2Si_2PO_(12)中的Zr~(4+)形成固溶体,单相固溶体区域延伸至x=0.5;当x=0.4时固溶体的结构由单斜转变为三方。固溶体的电导率随x的增加而降低。本文还从结晶化学的角度讨论了Na_3Zr_(2-x)Mg_xSi_(2-2x)P_(1+2x)O_(12)系统的组成、结构和电性能的关系。     

不同助熔剂对磷矿熔融特性影响研究

利用分析纯级Ca_3(PO_4)_2、SiO_2、Al_2O_3、MgO为原料模拟磷矿组成,研究SiO_2、Al_2O_3、MgO对磷矿熔点的影响。结果表明,SiO_2、Al_2O_3、MgO单独添加均可改善物料的熔融特性,且SiO_2对降低物料熔点的促进效果优于其他两种助熔剂;SiO_2/CaO摩尔比为0.85~1.75、MgO/CaO摩尔比为0.75~1.5时SiO_2-MgO复合助熔体系磷矿存在低熔点区,熔融温度介于1260~1290℃之间;SiO_2/CaO摩尔比为0.3~1.25、Al_2O_3/CaO摩尔比为0.25~1.0,和SiO_2/CaO摩尔比为1.4~1.75、Al_2O_3/CaO摩尔比为0.3~1.25两种条件下SiO_2-Al_2O_3复合助熔体系磷矿均存在低熔点区,熔融温度介于1400~1420℃之间。研究结果为深入研究磷矿熔融还原反应提供了理论依据。     

Bi掺杂CaCu_3Ti_4O_(12)薄膜的制备及压敏性能

以溶胶-凝胶法在Si(100)基底上制备了Ca_(1-3x/2)Bi_xCu_3Ti_4O_(12)(CBCTO)薄膜。XRD结果表明,于900℃退火1 h可形成多晶CaCu_3Ti_4O_(12)(CCTO)相。SEM显示Bi离子掺杂使CCTO晶粒异常生长。通过压敏电阻测试仪分析了CBCTO薄膜的压敏电阻特性,所有样品均呈现明显的非线性特性,用双肖特基势垒模型进行了充分说明。Ca_(0.925)Bi_(0.05)Cu_3Ti_4O_(12)(x=0.050)薄膜具有最小的电位梯度与最小的漏电流,可良好应用在低压压敏电阻开关等领域。     

墨玉土(黑釉土)的应用

墨玉土,又名黑釉土,是一种含铁量较高的黄粘土,在我国各地蕴藏量丰富。其熔点在1250～1300℃,氧化焰烧成下熔融为棕色或黑色的玻璃体。化学组成(％):SiO_2 58、Al_2O_3 12、Fe_2O_3 4、CaO 9、MgO2、TiO_2微量。单独使用就可制成墨玉釉,适当加入其它氧化物可制成棕色、墨绿色、紫蓝色釉等。     

共生铋层状压电陶瓷(Li_(0.5)Bi_(0.5))_xBa_(1–x)Bi_8Ti_7O_(27)的结构与性能

采用传统固相法制备了(Li_(0.5)Bi_(0.5))_xBa_(1–x)Bi_8Ti_7O_(27)共生铋层状结构无铅压电陶瓷,采用(Li_(0.5)Bi_(0.5))~(2+)复合掺杂取代A位的Ba~(2+)以调节其晶体结构,提升其Curie温度及综合电学性能,从而达到拓宽该体系高温应用领域的研究目标。(Li_(0.5)Bi_(0.5))~(2+)的引入使陶瓷的压电常数d_(33)从8 pC/N最高提升至18.5 pC/N,Curie温度从480℃提升至633℃。体系正交畸变程度增加,体系剩余极化强度与结构畸变有关,且与压电常数的变化规律一致。(Li_(0.5)Bi_(0.5))_(0.6)Ba_(0.4)Bi_8Ti_7O_(27)陶瓷的综合电性能最佳,为高温压电领域提供了潜在的候选材料。     

不同方式引入BZB制备低温烧结的Ba_2Ti_9O_(20)陶瓷（英文）

以BaCO_3和TiO_2粉末为原料,采用传统固相反应法制备Ba_2Ti_9O_(20)陶瓷。以BiCl_3、Zn(NO_3)_2、H_3BO_3溶液为前驱液,通过液相法引入Bi_2O_3-ZnO-B_2O_3(BZB)助烧剂以降低Ba_2Ti_9O_(20)陶瓷的烧结温度代替直接混合Ba_2Ti_9O_(20)和BZB粉末。结果表明,液相法引入0.3 mol/L BZB溶液,1150℃烧结3 h所得Ba_2Ti_9O_(20)陶瓷介电性能最佳(ε_r=37,Q_f=23485 GHz),优越于固相混合法所得最佳介电性能(ε_r=34,Q_f=16985 GHz)。