Y2O3掺杂对Mg0.8Mn0.2Fe2O4结构及红外性能的影响

采用常规固相合成法制备Y2O3掺杂的尖晶石型Mg0.8Mn0.2Fe2O4(MMF)红外辐射材料,借助于X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜和红外发射率测试,研究了y3+掺杂对材料的微观结构及红外辐射性能的影响.当Y2O3掺杂量为0.6％(质量分数)时,镁锰铁氧体性能最优,在3～5 μm和8～12 μm波段的红外发射率分别达到0.869和0.948.     

Ca^2+–Cr^3+共掺杂LaAlO3陶瓷的制备及性能EI北大核心CSCD

采用高温固相反应法,在空气气氛中制备了纯LaAlO3和Ca^2+–Cr^3+共掺杂LaAlO3陶瓷材料,对其在近红外的发射率以及热导率进行了研究比较。结果表明:20%Ca^2+(摩尔分数)和20%Cr^3+掺杂后的La0.8Ca0.2Al0.8Cr0.2O3在0.76~2.50μm的红外发射率达0.92,比纯LaAlO3提高了300%;Ca^2+和Cr^3+的掺杂降低了陶瓷材料的热导率,在1200℃时LaAlO3和La0.8Ca0.2Al0.8Cr0.2O3的热导率最低,La0.8Ca0.2Al0.8Cr0.2O3的热导率最低值为2.602 W·m^–1·K^–1,较纯LaAlO3降低了38%。     

Y_2O_3掺杂对Mg_(0.8)Mn_(0.2)Fe_2O_4结构及红外性能的影响（英文）

采用常规固相合成法制备Y2O3掺杂的尖晶石型Mg0.8Mn0.2Fe2O4(MMF)红外辐射材料,借助于X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜和红外发射率测试,研究了Y3+掺杂对材料的微观结构及红外辐射性能的影响。当Y2O3掺杂量为0.6%(质量分数)时,镁锰铁氧体性能最优,在3~5μm和8~12μm波段的红外发射率分别达到0.869和0.948。     

过渡金属氧化物系红外辐射材料的制备和研究

本文用固相烧结法制备了Fe2O3-MnO2-Co2O3-CuO系列材料,改变其中Fe2O3和MnO2的含量,并通过结构表征和红外辐射率的测定,分析了影响各波段红外辐射率的主要因素.实验发现,随着样品中Fe含量的增加和Mn含量的减少,样品在长波段的辐射率有所增加,而短波段的辐射率有所下降.选择八面体占位能相差较大的多种离子混合掺杂将有利于红外发射率的提高.     

过渡金属氧化物系红外辐射材料的制备

用固相烧结法制备了Fe2O3-MnO2-Co2O3-CuO系列材料,改变其中Fe2O3和MnO2的含量,通过结构表征和红外辐射率的测定,分析了影响各波段红外辐射率的主要因素。发现随样品中Fe含量的增加和Mn含量的减少,样品在长波段的辐射率有所增加,而短波段辐射率有所下降。选择八面体占位能相差较大的多种离子混合掺杂将有利于红外发射率的提高。     

Ni2+掺杂对MgCr2O4材料红外辐射性能的影响

开发高发射率红外辐射材料是高温窑炉节能的重要方向。本工作采用高温固相反应工艺制备Ni²⁺掺杂MgCr₂O₄材料,研究了Ni²⁺掺杂量摩尔分数对MgCr₂O₄材料红外辐射性能的影响,探讨了影响MgCr₂O₄材料红外发射率的机理。结果表明,Ni²⁺能掺杂进入MgCr₂O₄材料晶格,所制备的Mg_1–x Ni_xCr₂O₄(0.1≤x≤0.5)材料产生了晶格畸变,少量Ni²⁺价态发生转变;同时,随着Ni²⁺掺杂量增加,氧空位浓度的增大,禁带宽度减小,所制备材料在近中红外波段的发射率均有提高。x=0.5的材料(Mg_0.5Ni_0.5Cr₂O₄)在...     

尖晶石型红外辐射陶瓷的研究

以(1-x)Fe2O3·xMnO2体系为基础,比较了不同冷却制度、烧成气氛等I-E条件对样品在8～14μm波段红外发射率的影响,以确定最佳的制备工艺;对红外发射率最高的样品,用不同质量分数的CuO、Co2O3、Ni2O3、Cr2O3金属氧化物进行掺杂,在最佳的工艺条件下合成,并进行正交优化.结果表明:在还原气氛中合成样品有利于红外辐射率的提高,采用空气中快速冷却的工艺也有利于提高辐射率;当Fe2O3的质量分数为20%时,样品具有较高的红外辐射性能,其红外辐射率为0.869;当外加质量分数为7%的CuO,8%的Ni2O3,6%的Cr2O3和C2O3时,样品红外发射率值最高,其值可达0.951.     

铁酸镧B位掺Mn/Co/Cr试样的红外辐射性能与机理

采用高温固相烧结法制备了粉体材料LaFeO₃、LaFe_0.75Co_0.25O₃、LaFe_0.75Cr_0.25O₃和LaFe_0.75Mn_0.25O₃,通过XRD、FTIR、SEM、XPS等检测手段对材料进行表征,同时运用CASTEP模块模拟计算了材料的电子能带结构和光学性质。实验结果表明：掺入Mn/Cr/Co离子后晶格发生畸变,晶格对称性降低。Mn/Cr/Co掺杂后的粉体材料在近中红外波段发射率排序为：掺Mn>掺Co>掺Cr>纯LaFeO₃,其中掺Mn在0.2～2.5μm波段为0.8722,2.5～5μm波段为0.6755,远大于纯LaFeO₃的发射率（近中红外波段发射率均为0.5左右）。发射率提升的机理在于：Mn掺杂后,引入了Mn³⁺杂质能级,产生了激活能小的Mn³⁺?Mn⁴⁺跳跃小极化子,电子-氧空位载流子吸收亦增强,同时体系的晶格畸变导致振动吸收加剧。第一性原理计算结果表明掺杂Mn/Cr/Co材料的禁带宽度分别0.793eV、2.406eV、1.722eV均小于纯LaFeO₃的3.817eV,结合态密度计算结果分析其原因,主要Mn3d、Cr3d、Co3d轨道与O2p轨道杂化形成杂质能级,同时Mn3d、Cr3d、Co3d在导带也存在态密度峰,且峰的位置都比LaFeO₃峰更靠近费米能级,作为新的导带底相当于缩短了价带顶到导带底之间的间隙宽度。LaFe_0.75Mn_0.25O₃材料在近中红外波段的优异辐射性能表现,可作为耐高温抗氧化高发射率材料在高温热工炉窑具有潜在应用前景。     

Mg2+和Sr2+掺杂对CaCu3Ti4O12陶瓷微观结构与介电性能的影响

采用固相反应法分别制备了Mg2+及Sr2+掺杂的Ca1-xMgxCu3Ti4O12和Ca1-xSrxCu3Ti4O12(x=0、0.1、0.2)陶瓷,利用XRD和SEM分别对陶瓷的物相结构和微观形貌进行了分析,并对其介电性能进行了测试.结果表明,Mg2+的掺杂易引起CaCu3Ti4O12(CCTO)化学计量比的偏失,同时陶瓷的致密化程度受到影响,介电常数也显著降低.而Sr2+的掺杂不仅对CCTO陶瓷物相结构影响不大,而且可以促进陶瓷晶粒的长大,并有效降低了CCTO陶瓷的烧结温度.当Sr2+掺杂量为0.2、测试频率在1 k-2.5kHz时,介电常数为104左右,介电损耗在0.05-0.1之间,介电综合性能比纯CCTO陶瓷有所提高.     

(Ca,Fe)共掺铈酸镧陶瓷的近红外吸收性能

以氧化镧、氧化铈、氧化钙、氧化铁为原料,采用高温固相烧结工艺制备(Ca,Fe)共掺的系列铈酸镧红外吸收陶瓷(La2–xCaxCe2–yFeyO7)。结果表明:所有样品的晶相均为萤石结构;(Ca,Fe)共掺后引入了杂质能级,强化了自由载流子吸收,进而实现了样品近红外波段(750~2 500 nm)性能由高红外反射向高红外吸收的转变。当Ca引入量x为0.1、Fe引入量y为0.15时,样品近红外吸收性能较优,在750~2 500 nm波段的平均吸收率为88.7%,较未掺杂样品同波段的平均吸收率(4.9%)提高了17倍。     

LaFeO3纳米带的制备及其光催化性能

采用溶胶–凝胶法并结合静电纺丝技术制备PVP[poly（vinyl pyrrolidone）]/[La（NO3）3＋Fe（NO3）3]复合微米带,将复合微米带在800℃焙烧8h后得到LaFeO3纳米带。采用差热–热重分析、X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、能量色散谱、透射电子显微镜对样品进行表征,研究了LaFeO3纳米带与LaFeO3纳米纤维对罗丹明B的光催化降解效果。结果表明：PVP/[La（NO3）3＋Fe（NO3）3]复合微米带表面光滑,宽度为（17.5±1.5）μm,厚度约为610nm;LaFeO3纳米带为多孔结构,正交晶系,空间群为Pn＊a,宽度为（5.1±1.4）μm,厚度约为100nm。LaFeO3纳米带对罗丹明B的光催化效果优于LaFeO3纳米纤维,紫外光照射180min后罗丹明B的降解率达到89.6%。     

二氧化钛可见光催化降解甲基紫的影响因素

对自制锐钛矿型掺铁二氧化钛粉末进行SEM表征,研究了用光催化降解甲基紫的影响因素。结果表明,所制备的粉末由二氧化钛晶体自组装而成,晶体呈八面体结构,每个面为三角形。可见光照射下,用产物二氧化钛催化降解甲基紫溶液的优化条件是:4 mg/L的甲基紫溶液中加入0.180 0 g掺铁2%(摩尔分数)二氧化钛粉末,室温下恒温反应2 h,降解率为59.36%。     

掺Fe~(3+) A-TiO_2粉末的制备及其光催化活性研究

在3种晶型的TiO2纳米材料中锐钛矿型的TiO2拥有最好的光催化活性。在一定条件下用水热法制备了掺Fe3+纳米锐钛矿型TiO2(A-TiO2)粉末。研究了以Fe3+A-TiO2为光催化剂对罗丹明B溶液进行可见光降解,最佳条件:在6 mg/L的酸性(pH=2)罗丹明B溶液中,加入0.153 3 g掺5%Fe3+的A-TiO2粉末,可见光照射下,室温下磁力快速搅拌反应4 h,降解率达到81.69%。     

Broadband near-infrared emission enhancement in K2Ga2Sn6O16:Cr3+ phosphor by electron-lattice coupling regulation

Cr³⁺-doped phosphors have recently gained attention for their application in broadband near-infrared phosphor-converted light-emitting diodes (pc-LEDs), but generally exhibit low efficiency. In this work, K₂Ga₂Sn₆O₁₆:Cr³⁺ (KGSO:Cr) phosphor was designed and synthesized. The experimental results show that the Cr³⁺-doped phosphor exhibited broadband emissivity in the range 650-1300 nm, with a full width at half maximum (FWHM) of approximately 220-230 nm excited by a wavelength of 450 nm. With the co-doping of Gd³⁺ ions, the internal quantum efficiency (IQE) of the KGSO:Cr phosphor increased from 34% to 48%. The Gd³⁺ ions acted neither as activators nor sensitizers, but to justify the crystal field environment for efficient Cr³⁺ ions broad emission. The Huang-Rhys factor decreased as the co-doping of Gd³⁺ ions increased, demonstrating that the nonradiative transitions were suppressed. An efficient strategy for enhancing the luminescence properties of Cr³⁺ ions is proposed for the first time. The Gd³⁺–co-doped KGSO:Cr phosphor is a promising candidate for broadband NIR pc-LEDs.     

钙钛矿型LaFeO3和SrFeO3的光催化性能

采用柠檬酸法合成钙钛矿型复合氧化物LaFeO3和SrFeO3,并以其为光催化剂对不同水溶性染料进行光催化降解实验.结果表明:SrFeO3的光催化活性明显高于LaFeO3,这与A位离子(La3+,Sr2+)的电子构型的不同有关.     

Experimental and theoretical studies on NIR luminescence of titanate-germanate glasses doped with Pr3+ and Tm3+ ions

Near-infrared (NIR) luminescence of Pr³⁺ and Tm³⁺ ions in titanate-germanate glasses has been studied for laser and fiber amplifier applications. The effect of the molar ratio GeO₂:TiO₂ (from 5:1 to 1:5) on spectroscopic properties of glass systems was studied by absorption, luminescence measurements, and theoretical calculations using the Judd–Ofelt theory. It was found that independent of the TiO₂ concentration, intense NIR emissions at 1.5 and 1.8 μm were observed for glasses doped with Pr³⁺ and Tm³⁺ ions, respectively. Moreover, several spectroscopic and NIR laser parameters for Pr³⁺ and Tm³⁺ ions, such as emission bandwidth, stimulated emission cross-section, quantum efficiency, gain bandwidth, and figure of merit, were determined. The results were discussed in detail and compared to the different laser glasses. Systematic investigations indicate that Pr³⁺-doped system with GeO₂:TiO₂ = 2:1 and Tm³⁺-doped glass with GeO₂:TiO₂ = 1:2 present profit laser parameters and could be successfully applied to NIR lasers and broadband optical amplifiers.     

纳米LaFeO_3溶胶凝胶合成、表征及性能研究

以硝酸铁和硝酸镧为无机源,嵌段聚合物F-127为表面活性剂,利用一种简单的溶胶-凝胶法合成了纳米铁酸镧,通过XRD、IR、TG-DTA、BET等对样品进行了表征。对样品的可见光催化活性进行了测试,在光催化降解罗丹明B实验中,发现焙烧500℃的铁酸镧样品光催化活性好于400℃焙烧的样品。XRD测试表明,焙烧温度为400℃时铁酸镧形成,随着焙烧温度的增加XRD衍射峰强度稍有增加,同时杂质峰变弱。氮气吸附脱附测试样品的比表面积为55.1 m2/g。     

Investigation of Pr3+ Near-Infrared Emission in Plasmonic and Dichroic Copper Nanocomposite Glasses

Melt-quenched Pr³⁺-doped phosphate glass containing Cu⁺ and Sn²⁺ as redox couple to induce Cu nanoparticle (NP) precipitation was subjected to heat treatment to develop nanocomposite glasses with plasmonic and dichroic character. The purpose was to examine the impact of Cu NPs producing dichroism on the near-infrared (NIR) emission from Pr³⁺. The parent and isothermally heat-treated glasses (520?°C: 20, 40, 60?min) were characterized by differential scanning calorimetry, Fourier transform-infrared spectroscopy, optical extinction, and photoluminescence spectroscopy with decay dynamics. From the samples, the heat-treated for 40 and 60?min showed broad plasmonic bands alongside dichroism wherein the glasses scatter red light but transmit blue. The Pr³⁺ NIR emission encompassing ¹D₂ → ³F₄, ³F₃,¹G₄ transitions was evaluated under 445 and 590?nm excitation. An increased emission was not exhibited, whereas a quenching effect became evident for samples heat-treated for 40 and 60?min. Different interactions involving Pr³⁺ ions and Cu NPs are discussed.

     

掺杂无机纳米粒子PVA复合改性香精微胶囊壁性能研究

采用原位聚合法, 以掺杂了金属Fe3+、Zr4+、Ce4+的二氧化钛（TiO2）纳米粒子及TiO2纳米粒子填充聚乙烯醇（PVA）改性三聚氰胺甲醛树脂（MF）为微胶囊复合壁材,橙花精油为芯材,制备了掺杂TiO2纳米粒子填充PVA改性囊壁的相变微胶囊。采用傅里叶变换红外光谱仪、热失重分析仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了掺杂TiO2纳米粒子对微胶囊力学性能、热性能及表面形态的影响。结果表明,当囊壁中均匀地加入掺杂纳米TiO2后,芯材释放速率减小;当壁材中Fe3+掺杂纳米TiO2含量为0.5 %（质量分数,下同）时,微胶囊的破损率为18.1 %,芯材的10 d释放速率为4.5 %。     

掺杂铁TiO_2纳米微粒的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Fe3+掺杂改性纳米TiO2光催化剂,通过纯TiO2和掺铁TiO2分别做光催化剂时甲基橙溶液在紫外光下的光催化降解试验发现,掺杂铁离子可以有效提高TiO2的光催化活性,结果表明:选用Fe3+掺杂量为0.05%,煅烧温度在500℃下得到的Fe3+-TiO2催化剂,在甲基橙溶液pH值为3,催化剂投加量为1 g/L时,其光催化活性达到最佳效果。