PWO橡胶复合材料制备及γ射线辐射防护性能研究

通过不同表面活性剂制备出两种不同形貌的PbWO4晶体,并作为功能填充料添加到天然胶乳当中,得到具有良好力学性能及γ射线防护性能的PbWO4橡胶复合材料。采用XRD、SEM、荧光(PL)、电子万能试验机、NaI(TI)探测仪等方法对晶体的结构和性质及复合橡胶的力学性能、γ射线辐射防护特性作了分析和表征。结果表明,不同形貌的PbWO4晶体在橡胶基质中分散良好,光致发光性质越好的PbWO4晶体对γ射线的屏蔽率越好,最高可达20.79%(填量为30%),且粒径越小在胶乳中分散越好的PbWO4晶体,有助于提高γ射线的屏蔽率,力学性能明显高于未添加PbWO4晶体的纯天然胶乳。     

第一原理研究LuPO4中氧空位的性质

磷酸结构的晶体在掺杂二价阳离子后容易形成产生焦磷酸结构(P₂O₇) ^4-, 这种含有焦磷酸结构的氧化物材料十分适合做质子导体、燃料电池、气体传感器以及陶瓷膜等。本文利用第一性原理研究了LuPO₄晶体中氧空位的结构性质, 结果显示当氧空位带二价正电时, 会引发氧空位周围原子奇特的畸变, 形成焦磷酸结构。为了解释这种结构畸变的机理, 本文利用过渡态搜索计算了结构变化过程中势能面的变化情况, 正一价氧空位形成焦磷酸 结构需要越过2.4 eV的势垒, 而正二价氧空位形成焦磷酸结构则不需要越过任何势垒, 因此很容易形成焦磷酸 结构。最后给出氧空位不同带电态的晶格结构、电子态密度以及电荷密度分布等基本物理性质, 氧空位处于正二价态结构下, 氧空位附近的P原子与O原子成键, 又由于O原子有较强的电负性, P的s轨道电子向O的p轨道转 移。P的s、p轨道在禁带中出现了与总态密度对应的缺陷能级, 结果表明带正二价氧空位的晶体性质发生了明显变化。     

聚丙烯酸钠或聚甲基丙烯酸调控下合成特殊形貌的PbWO4晶体

以聚丙烯酸钠（PAANa）或聚甲基丙烯酸（PMAA）为模板,Na2WO4为沉淀剂,在Pb（NO3）2溶液中合成具有特殊形貌的PbWO4晶体。PAANa、PMAA或PbWO4的浓度改变时,PbWO4晶体的形貌都将发生较大的变化。PbW04的浓度为0．0500mol／L时,PbWO4晶体为宝塔形;PAANa浓度增大后,PbWO4晶体变为枣核形;PMAA取代PAANa后,PbWO4晶体可变为有四条楞的枣核状晶体,但PbWO4晶体的晶型都没有改变。     

La∶PbWO_4晶体闪烁性能研究

在PbWO4 晶体中掺进La2 O3生长La∶PbWO4 晶体。测试La∶PbWO4 晶体的透射光谱、激发发射光谱、发光效率、衰减时间和辐射硬度。La∶PbWO4 晶体的透过率增大 ,峰位发生红移 ,发光效率增加一倍 ,较大幅度提高抗辐照损伤能力。     

SrTiO3材料中氧空位的密度泛函理论

计算了SrTiO3-δ（δ=0，δ=0．125）体系电子结构，分析了氧空位对SrTiO3晶体的价键结构、能带、态密度、分波态密度、差分电荷密度的影响。所有计算都是基于密度泛函理论（DFT）框架下的第一性原理平面波超软赝势方法。计算结果表明：当氧空位浓度δ=0．125时，空位在母体化合物SrTiO3中引入了大量的传导电子，费米能级进入导带，体系显示金属型导电性。由于空位掺杂，导带底附近的态密度发生了畸变，刚性能带模型不再适合描述SrTiO2.875体系。同时，在导带底附近距离费米能级0．3eV处引入了空位能级，这和实验测得的SrTiO3材料内中性氧空位的电离能约为0．4eV相符。此外，Mulliken布局分析、分波态密度和差分电荷密度分析表明，该空位能级主要由与其最近邻的两个Ti原子的3d电子态贡献，并且由该空位引入的导电电子大部分都局域在空位最近邻的两个Ti原子周围。最后，计算了三种典型平衡条件下SrTiO3晶体内中性氧空位的形成能。     

大尺寸PWO:(Sb,Y)晶体光谱特性的表征研究

报道了用改进的Bridgmam法生长的大尺寸PbWO4:(Sb,Y)晶体的光谱特性的表征研究.通过对依次切自大尺寸PbWO4:(Sb,Y)毛坯晶体的籽晶端、中间部位和顶端三块晶体(-23mm×23mm×20mm)的透射光谱、X射线激发发射光谱、紫外激发与发射光谱、发光衰减寿命、光产额和辐照损伤等方面的光谱性能测试,结果表明,Sb、Y双掺杂能显著改善PbWO4晶体的光谱性能,使晶体在短波330-420nm范围的透过率明显提高,光产额增加,抗辐照能力增强.但从籽晶端到顶端的性能存在一定的差异,说明大尺寸的PbWO4:(Sb,Y)晶体的均匀性还有待提高.     

Mo^6＋，Gd^3＋，PbF2组合掺杂对钨酸铅发光的改善和光谱分析

坩埚下降法生长了（Mo^6＋、PbF2），（Mo^6＋、Gd^3＋），（PbF2，Gd^3＋）组合掺杂，及PbF2单掺杂钨酸铅晶体，对样品进行了吸收光谱、光产额、x射线和紫外激发发光光谱等测试和表征，讨论了掺杂对钨酸铅发光的增强效果。掺杂钨酸铅总发光额都得到了增强；在门宽100ns内晶体的光产额都有提高，但在测试门宽在200ns内，（Gd^3＋、PbF2）掺杂样品光产额有所下降。x射线激发发光显示，PbWO4：（Mo^6＋、Gd^3＋）的蓝发光和绿发光分量都有提高；PbWO4：（Mo^6＋、PbF2）蓝发光受到拟制，提高了绿发光成分，晶体光学吸收边明显红移。PbWO4：（Gd^3＋、PbF2）蓝发光得到增强，绿发光得到一定的拟制。光致发光光谱分析表明，Gd^3＋掺杂对PbWO4基质发光有敏化作用。实验证实，F在PbWO4生长中非常不稳定，显示很差的掺杂均匀性。     

稀土改性的钨酸铅晶体声光调制器

报导了一种基于稀土改性的钨酸铅晶体PbWO4 RE^3 (RE=La,Y或Cd)的声光调制器。根据实测的钨酸铅晶体中的声速数据,估算了PbWO4单晶的声光优值。结果表明其声光优值与目前常用的钼酸铅晶体十分接近。但是,PbWO4 RE^3 在光谱紫外区的截止波长为330nm使它可以在更短的波段工作,并具有抗紫外辐照的能力。该器件的中心频率为80MHz,带宽20MHz,在1W驱动功率下,一级衍射光的衍射效率为85％(He-cd激光,442nm)。     

锐钛矿高氧空位浓度F′色心吸收光谱的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法计算了3种模型高氧空位浓度不同的锐钛矿晶体的吸收谱带,发现产生F′色心,而不能产生F色心;锐钛矿高氧空位范围内浓度越高,光能量吸收越强;浓度不同的高氧空位锐钛矿形成不同的吸收谱带;锐钛矿晶体的高氧空位浓度不同,F′色心引起的透射光不同,观察得到的颜色不同,和缺陷化学实验中得到的变化趋势相一致。     

锐钛矿高氧空位浓度F'色心吸收光谱的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法计算了3种模型高氧空位浓度不同的锐钛矿晶体的吸收谱带,发现产生F'色心,而不能产生F色心;锐钛矿高氧空位范围内浓度越高,光能量吸收越强;浓度不同的高氧空位锐钛矿形成不同的吸收谱带;锐钛矿晶体的高氧空位浓度不同,F'色心引起的透射光不同,观察得到的颜色不同,和缺陷化学实验中得到的变化趋势相一致.     

聚(苯胺-邻六氟羟基苯胺)共聚物的合成及其性能表征

采用过硫酸铵作为引发剂,通过化学氧化聚合法制备了一系列可溶性的聚(苯胺-邻六氟羟基苯胺)(PAH)的共聚物。利用傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氟谱(19F-NMR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、紫外光谱(UV)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)等对共聚物的化学结构和形貌等进行了表征和分析。结果表明,邻六氟羟基苯胺(HAFIP)成功导入了共聚物主链中,共聚物的数均分子量Mn介于6.51×10~4与9.04×10~4之间。HAFIP的存在抑制了共聚物的醌式结构n→π*跃迁,随着共聚物中邻六氟羟基苯胺(HAFIP)摩尔分数的增大,共聚物形貌逐渐由纳米纤维向纳米颗粒变换。与聚苯胺难于溶解于一般有机溶剂不同的是,当邻六氟羟基苯胺(HAFIP)的摩尔分数超过0.5时,共聚物可以完全溶解于四氢呋喃、乙醇、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺等有机溶剂中,表明HAFIP的导入,可以大幅改善聚苯胺的溶解性能,从而扩展聚苯胺的应用范围。     

电化学沉积太阳电池用CuInSe2和Cu(In,Ga)Se2薄膜的研究进展

综述了电化学沉积太阳电池用CuInSe2(CIS)和Cu(In,Ga)Sez(CIGS)薄膜的研究和发展;对CIS和CIGS预制层的电化学沉积路线,包括一步沉积、分步沉积和特种电沉积的研究进展进行了详细的评述;综述了电沉积预制层的后处理,包括退火、化学处理和PVD调整成分的研究状况.回顾了基于电化学沉积的CIS和CIGS太阳电池研究的发展过程,并介绍了目前实验室和产业化研究的最新成果,指出了存在的问题并展望了其发展趋势.     

Mn(C_2Cl_3O_2)Cl(C_(12)H_8N_2)_2的合成、表征及其纳米晶体参数计算

以Cl3CCOOH、1,10-菲罗啉为配体,以MnCl2·4H2O为金属离子盐,通过溶液蒸发法合成了具有纳米级金属骨架的三元配合物Mn(C2Cl3O2)Cl(C12H8N2)2。通过元素分析、红外光谱、X单晶衍射测得配合物属于单斜晶系,其空间群为P21/c,a=1.8155nm,b=1.0638nm,c=1.4685nm,β=112.9°,z=4,V=2.6110nm3。通过纳米化计算的方法,计算出总晶胞数、总原子数、及表面参数随粒径变化的关系,得出Mn(C2Cl3O2)Cl(C12H8N2)2最佳纳米化尺度为115nm。     

Ti(acac)2Cl2/AlEt2Cl(或AlEt2Cl-ZnCl2)催化剂催化丙烯腈聚合反应

研究了Ti(acac)2Cl2／AlEt2Cl催化丙烯腈聚合反应,分析了加入第三组分ZnCl2对聚合反应的影响,用^13C—NMR对聚合产物进行了表征,并探讨了聚合反应机理。结果表明,随着聚合温度的提高和聚合反应时间的增加,单体转化率增大,聚丙烯腈的分子量提高。当体系中n(AN)／n(Cat)超过一定量时,则得不到高聚物。体系中加入ZnCl2能明显提高单体转化率和产物分子量,并且产物的三单元规整结构含量明显增加。     

溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2-ZrO_2/Poly(MMA-co-MSMA)复合材料

以钛酸异丙酯(Ti(OPri)4)、锆酸正丁酯(Zr(OC4H9)4)为无机前驱物原料,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MSMA)为偶联剂,通过原位溶胶-凝胶法成功制备了透明的纳米TiO2-ZrO2/Poly(MMA-co-MSMA)复合材料。通过红外(FTIR)、紫外(UV)、椭圆偏振光谱仪、扫描电镜(SEM)和热重分析仪(TGA)等手段对纳米复合材料进行了表征。研究发现,复合材料的折射率显著提高,随着TiO2-ZrO2无机氧化物含量的增加,633 nm处折射率从1.491升高到1.579。随着无机组分的增加,紫外吸收增强,复合材料中纳米粒子粒径增大,从20~30nm增加到80~90 nm,但复合材料块体始终保持透明。复合材料的热稳定性有明显提高,800℃最高残炭率随着无机物含量的增加而增大,最高达71%。     

Ni(OH)2晶型构造控制研究

采用氨络合沉淀法制备了Ｎｉ（ＯＨ）２微粒。基于Ｎｉ（ＯＨ）２的结构特征，考察了阴离子、氨浓度、反应陈化时间对Ｎｉ（ＯＨ）２的结构控制规律，并用负离子配位多面体生长基元理论对此进行解释，认为通过改变反应休 理论化学条件来改变有关生长长基元及其维度、连接方式是控制粉体结构的有效途径。     

以胶原纤维为模板制备介孔NaZr2(PO4)3

以胶原纤维为模板,首先将Zr(Ⅳ)负载在胶原纤维上,然后吸附磷,最后经高温煅烧除去胶原纤维模板制备了介孔磷酸锆钠(NaZr2(PO4)3,NZP).利用电感耦合等离子发散光谱仪(ICP)、X射线衍射仪(XRD)、场发射透射电镜(FETEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、N2吸附/脱附分析等对NZP进行了表征.结果表明,胶原纤维模板在800℃时即可完全去除,并形成介孔结构;当以磷酸二氢钠(NaH2PO4)为磷源、n(Zr)/n(P)=0.62时,经800℃煅烧得到了介孔率为97%的NZP.     

SPS法制备Bi_2Te_3基热电合金的热电性能

用粉末冶金工艺结合SPS烧结制备了p型(Bi0.2Sb0.8)2Te3和n型Bi2(Te0.975Se0.025)3多晶半导体合金,研究烧结工艺对其热电性能的影响.结果表明,室温下,p型(Bi0.2Sb0.8)2Te3材料的热电优值Z为3.25×10<'-3K<'-1,n型Bi2(Te0.975Se0.025)3材料的热电优值Z为2.21×10<'-3K<'-1.     

低温共熔盐法制备LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2的结构与电化学性能

低温共熔盐0.434LiNO3-0.266LiOH·H2O-0.3CH3COOLi·2H2O在80～90℃范围实现很好的熔融态。采用这种低温共熔盐制备出了锂离子电池正极材料LiNi0.8Co0.2O2,XRD检测显示材料结晶度高,具有规整的层状α-NaFeO2结构,SEM扫描显示样品形貌均一,颗粒大小均匀。充放电测试表明,材料具有良好的电化学性能,在2.8～4.3V电压范围0.2C首次放电比容量为174.1mAh/g,循环20次后容量保留95%。