铈掺杂二氧化钛纳米管的光催化性能

利用溶胶-凝胶法,以多孔有序阳极氧化铝膜为模板制备掺杂稀土铈的二氧化钛纳米管,用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪和比表面仪对其进行表征;并以甲基橙为降解物,对未掺杂的二氧化钛纳米粉、纳米管以及掺杂铈的二氧化钛纳米粉和纳米管进行了光催化降解性能研究,并对降解机理进行了分析.结果表明:适量的掺杂有利于提高二氧化钛纳米管的光催化性能,提高对甲基橙的降解率;掺杂存在一个最佳量,本试验条件下为铈与钛的摩尔数比值在2%时,掺杂的二氧化钛纳米管光催化性能优于掺杂的纳米粉,在光照150min后,甲基橙的降解率达80%以上.     

介孔二氧化钛的制备与研究

以钛酸四丁酯为原料,用聚乙二醇型非离子表面活性剂作为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备出了纳米二氧化钛介孔粉体;利用光催化降解甲基橙的实验研究了不同模板剂,不同模板剂添加量以及不同煅烧温度下制备出的介孔TiO2的光催化活性,得出介孔TiO2的最佳制备工艺,并与纳米二氧化钛的光催化性能进行对比。采用X射线粉末衍射分析法（XRD）,透射电镜分析法（TEM）对样品的微观结构、颗粒形态、分布情况、晶型以及物相组成等方面进行表征,验证了实验得出的最佳制备工艺的可靠性。     

以硅藻为模板合成TiO_2微胶囊及其可见光催化性能

通过仿生方法,以羽纹硅藻为模板,经钛盐溶液浸渍、煅烧去除模板后制得直径为10μm左右的多孔TiO2微胶囊,研究了多孔TiO2微胶囊的结构特性以及其在可见光下降解亚甲基蓝溶液的催化性能。结果表明:煅烧后得到的多孔TiO2微胶囊具有多孔结构和较大的比表面积,并含有部分生物遗留下的氮元素;多孔结构及氮元素的掺杂使得多孔TiO2微胶囊具有优良的可见光催化降解亚甲基蓝效果。     

纳米晶CaWO_4∶Eu~(3+)的制备和发光性质的研究

使用共沉淀法成功制备出了纳米晶CaWO4∶Eu3+发光粉体。样品的XRD衍射图样显示了样品为单相的体心四方晶系CaWO4。对比不同掺杂浓度和不同煅烧温度样品发射谱,发现不同条件下的样品激发峰强度不同,Eu3+在配位场中占据在低对称的格位。对样品强发射峰进行监测,可观测到样品中的基质和Eu3+离子之间存在能量传递。在相同的激发条件下,发现荧光强度随着掺杂浓度变化,将Eu3+掺杂到CaWO4基质中会发生浓度猝灭,掺杂Eu3+的最佳浓度为5mol%。     

AFM剖析纳米TiO2自清洁玻璃表面形貌

采用AFM对纳米TiO2自清洁玻璃表面形貌进行剖析、发现玻璃膜表面纳米TiO2粒径随TiO2溶胶浓度增大而增大，其在可见光条件下玻璃表面超亲水性随溶胶浓度提高而下降；稀土离子掺杂使纳米TiO2粒径变小，Ce^3＋掺杂使TiO2柱径从50nm变为30nm，玻璃的可见光透过率提高．从7了％提高到86％，对有机物的光催化效率提高、在90min内，对甲泰的分解率从90．02％提高到92．85％；钢化处理对纳米TiO2柱径的影响不大，但使镀膜玻璃的可见光透过率从86％提高到88％，Ce^3＋掺杂的钢化玻璃的TiO2对甲苯的分解率从92.85％提高到93．15％，分解时间从90min缩短到60min，Y^3＋掺杂对TiO2的影响小于Ce^3＋掺杂。     

纳米晶CaWO_4∶Dy~(3+)的制备和发光性质的研究

使用共沉淀法制备了纳米晶CaWO4∶Dy3+发光粉体。通过对比不同煅烧温度下样品的发射谱,发现所制备样品均可观测到Dy3+离子的强室温特征发射。用基质吸收峰和353nm分别激发纳米晶CaWO4∶Dy3+,由其发射谱可推测出样品中的基质和Dy3+离子之间存在能量传递。给出了纳米晶CaWO4∶Dy3+的发光机制图并且从微观解释了基质和稀土离子之间的能量传递。通过对比不同掺杂浓度下Dy3+离子发射光谱,发现将Dy3+掺杂到CaWO4基质中会发生浓度猝灭。     

利用综合热分析仪研究纳米二氧化钛凝胶的热稳定性

以TiCl4为原料,分别以Cr(NO3)3、Fe(NO3)3和Al(NO3)3为掺杂剂,采用共沉淀制备了含不同掺杂剂和掺杂量的纳米二氧化钛凝胶,利用综合热分析仪(热重分析一差示扫描量热联用仪,简称DSC-TG)研究了纳米二氧化钛凝胶从30-1100℃热稳定性以及组分和物相的变化,XRD测定了二氧化钛凝胶在煅烧过程中晶型转变。结果表明:含不同掺杂剂和不同掺杂量凝胶的DSC-TG曲线有很大的差别;Cr3+和Fe3+掺杂能促进金红石相的形成,Al3+掺杂有利于锐钛矿相的稳定。     

金属表面溶胶凝胶法制备的二氧化钛性能研究

采用溶胶凝胶制备方法，以钛酸丁脂为主原料，配置溶胶，并将其涂覆于金属表面，通过干燥和热处理工艺处理后，在金属表面得到一层二氧化钛薄膜。利用SEM和ESD对薄膜的成分和表面形貌进行了分析，并对薄膜的抗茵、光催化降解有机物以及耐蚀性等性能进行了试验检测。结果表明，金属表面生成了一层颗粒均匀细小的二氧化钛膜，其对大肠杆菌、金黄色葡萄茵的抗茵率均在99％以上，说明金属表面具有了抗茵功能；且在紫外光照射的条件下金属表面可以有效地降解甲基橙，具有降解有机物的光催化活性；在浓度10％的三氯化铁溶液的腐蚀对比试验中，涂有二氧化钛薄膜的金属重量损失极小，其损失率远远低于未处理的金属试样，说明经过涂覆处理的金属表面耐蚀性得到了提高。     

半导体量子点材料在Nd:YAG激光辐照下的非线性光学效应

使用10 n,脉冲调Q Nd:YAG激光器Z-scan技术测量了化学合成的无掺杂硫化锌量子点(QDs)以及掺Mn2+硫化锌量子点(QDs)的非线性光学特性,并使用透射电镜技术(TEM)以及X射线衍射法(XRD)表征合成材料的纳米结构.在室温下,分别利用UV-VIS分光光度计和分光荧光计测量了人工合成QDs胶体溶液的线性光学吸收特性以及光致发光的发射特性.样品的吸收特性表明,由于量子限制效应的影响,样品的截止吸收低于硫化锌的截止吸收.样品的光致发光特性显示,掺Mn2+的硫化锌样品显示出明显的光致发光现象,发射峰大约在580 nm;而无掺杂的硫化锌样品在紫外区辐射,发射峰大约在365 nm.对样品的UV-VIS吸收特性分析和TEMXRD分析表明,硫化锌样品的平均粒度(半径)大约为1.2 nm.分析开放光圈(OA) Z-scan技术得到的实验数据,发现在1 064 nm处两种试验样品都会发生四光子吸收(FPA)现象.拟合实验数据得到了两种试验样品的FPA系数以及FPA横截面,结果表明,ZnS QD的FPA横截面的计算值是4.9×1-106cm8·s3·photon-3,比硫化锌的FPA横截面大了5个数量级,而且人工合成的ZnS QD也有光学限制的性质.掺Mn2+离子的样品具有大的FPA横截面和在可见光区有高的发光效率这两个特点,使得该材料适合用于多光子荧光成像.     

压电传感器材料的铁电特性研究

本文采用溶胶-凝胶工艺制备了不同Mn离子掺杂浓度的PZT薄膜.研究了不同掺杂浓度对压电传感器薄膜铁电特性的影响.试验结果表明当Mn离子含量较少时,Mn在PZT中主要表现施主掺杂特性,薄膜铁电性能提高;而当浓度增大时,薄膜性能降低.     

Silver release of Ag (I) doped hydroxyapatite: In vitro study

A material is produced by doping of silver (Ag (I)) which has antibacterial property to nano hydroxyapatite (nHAp), to remove the hipersensitivity in the teeth by closing the dentine tubules or dental micro cracks of the teeth and effective against for some bacteria. The doping of Ag (I) can also produces a toxic effect. Ag (I) can be released from the structure as a result of biological, physical and chemical effects and may cause toxicity. Therefore, it is important to determine whether the presence of Ag (I) has a toxic effect. In this study, Ag (I)‐doped nHAp was synthesized by precipitation method and tried to determine the release values as a function of time compared to the doping rate by using the ICP‐OES. Also, the products we produce in simulated body fluid were kept for retention periods of 4–20 weeks to determine degradation percentages. A cytotoxicity study was performed to observe the toxic effect that may be caused by possible Ag (I) release. According to the analysis, the release values in all products were observed in ppb level. And it is concluded that the materials produced are not degraded. Cell viability values of more than 70% were obtained. It was observed that the release of Ag (I) bound to Ag (I)‐doped nHAp hexagonal structure was very low. It was concluded that the products are not degraded and Ag (I)‐doped nHAp to a certain ratio is a biocompatible material that can be used in dentistry for treatment.     

In/Sb掺杂SnO_2纳米薄膜的H_2S气敏特性

采用溶胶-凝胶浸渍提拉法(Sol-Gel Dip-Coating, SGDC)制备SnO_2纳米晶薄膜气敏传感器.较系统地研究了掺杂量、镀膜层次和热处理温度等制备工艺对薄膜表面形貌、晶粒大小及气敏性能的影响.研究结果表明:铟的最佳掺杂量为4at%,最佳镀膜层数为7层,最佳热处理温度为600 ℃.气敏传感器最佳工作温度为165 ℃,在此工作温度下,薄膜的灵敏度分别为26.3(137 ppm H_2S)和2.5(2.74 ppm H_2S),薄膜的响应恢复时间较短分别为8 s和22 s,对H_2S气体有较好的选择性.     

High Lubricity of Re-Doped Fullerene-Like MoS2 Nanoparticles

The electrostatic effects in tribological systems have been studied in the past, especially with regards to data storage media. Nanoparticles (NP) of WS₂ and MoS₂ with fullerene-like structure (IF) have been studied in the past and showed very good tribological behavior. Being semiconductors, their electrical properties can be controlled by, e.g., substituting the lattice Mo (W) atoms with Re (n-type conductivity) and Nb (p-type conductivity) atoms. In this study doping of IF-MoS₂, and to a lesser degree IF-WS₂, NP with small amounts (< 1 at.%) of rhenium atoms has been studied. For this purpose two new synthetic approaches have been pursued. The doped nanoparticles were characterized by various techniques. In particular, the doping density was determined by ICP-MS technique. The resistivity of the nanoparticles was shown to decrease significantly with increasing doping level. In contrast to the undoped nanoparticles, the doped NP were shown to exhibit reduced agglomeration and produce stable suspensions in PAO-4 and PAO-6 oils. Extensive tribological measurements with these PAO oils formulated with 1 wt % of the doped NP showed friction coefficients as low as 0.01 in mixed lubrication conditions and negligible wear. Microscopy analysis of the tribological surfaces reveal very smooth but discontinuous and dense film of the doped NP on the tribological surfaces. It is proposed that the doped NP are negatively charged at their surface eliciting mutual repulsion, which has a remarkable influence on their rheological properties and their tribological behavior.     

银掺杂氧化锌基乙炔气体传感器的 检测特性研究

乙炔(C_2H_2)气体是运行电力变压器油中溶解的主要故障特征气体之一,能有效反映变压器的放电故障;气体检测传感器及其检测特性是实现故障气体在线分析的关键。提出一种金属银(Ag)掺杂氧化锌(ZnO)基的纳米传感器,基于实验室微量气体平台研究其对C_2H_2气体的检测特性及气敏机理。结果表明:由于Ag掺杂以后为ZnO表面引入了杂质能级,掺杂后的ZnO纳米传感器表现出比未掺杂更高的灵敏度和更快的响应特性,并保持良好的线性度和稳定性。该结果为高性能ZnO基C_2H_2气体传感器的研究提供了新思路。     

La~(3+)/Br~-对TiO_2可见光光催化活性的影响

采用醇盐水解法制备了La3+/Br-改性的TiO2光催化剂,分别就La3+/Br-添加量以及焙烧温度对改性TiO2粉体的晶相、比表面积等对其可见光光催化活性的影响进行了研究。结果表明,La3+/Br-添加量比为0.5时,改性TiO2粉体经550℃焙烧2 h后,在波长为420 nm,照度为12μW/mm2的可见光下照射12 h后,对甲基橙的降解率可达83.58%,呈现出较好的可见光光催化活性。     

Zn_2SnO_4气敏材料的共沉淀法制备及其氧化物掺杂改性

新型复合材料Zn_2SnO_4具有良好的气敏性,文献鲜有报道Zn_2SnO_4材料的制备以及氧化物掺杂改性;因此采用液相共沉淀法制备了Zn_2SnO_4粉体材料,利用X射线衍射仪(XRD)对合成的材料的结构进行了表征;通过固相反应制备了MnO_2,Li_2O掺杂的Zn_2SnO_4粉体,对旁热式气敏元件的性能进行了测试.实验发现Zn_2SnO_4是一种性能优良的酒敏材料,氧化物掺杂剂MnO_2和Li_2O的加入明显提高了材料对乙醇气体的灵敏度和选择性,质量百分含量为0.5%的Li_2O的掺杂量可以使元件对于体积分数为50×10-6的乙醇气体灵敏度达到150.     

用于热机械微纳加工的掺Al多晶硅加热器

针对热机械式微纳米结构的加工,提出了一种以掺Al多晶硅为材料,集成于微悬臂梁上的加热器.采用Al诱导退火晶化(AIC)方法,在750 K对Al/a-Si∶H复合薄膜低温晶化18 h,制备出掺Al多晶硅.通过低温退火,使复合薄膜的拉曼特征峰由478 cm-1移至520 cm-1,完成由非晶硅向多晶硅的转变;由四探针仪测得...     

An apparatus for in situ spectroscopy of radiation damage of polymers by bombardment with high-energy heavy ions

A new target station providing Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy and residual gas analysis (RGA) for in situ observation of ion-induced changes in polymers has been installed at the GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research. The installations as well as first in situ measurements at room temperature are presented here. A foil of polyimide Kapton HN(?) was irradiated with 1.1 GeV Au ions. During irradiation several in situ FT-IR spectra were recorded. Simultaneously outgassing degradation products were detected with the RGA. In the IR spectra nearly all bands decrease due to the degradation of the molecular structure. In the region from 3000 to 2700 cm(-1) vibration bands of saturated hydrocarbons not reported in literature so far became visible. The outgassing experiments show a mixture of C(2)H(4), CO, and N(2) as the main outgassing components of polyimide. The ability to combine both analytical methods and the opportunity to measure a whole fluence series within a single experiment show the efficiency of the new setup.     

Fe~(3+)掺杂TiO_2的制备、表征与光催化性能研究

以空心玻璃微球(GMBs)为载体,钛酸四丁酯(Ti(OC4H9)4)为原料,采用浸涂法制备可漂浮附载型复合光催化剂Fe-TiO2/GMBs。样品的结构、成分、形貌和核壳厚度分别用X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDS)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)进行表征。并研究样品在紫外光照射下催化降解罗丹明B(RhB)的性质。结果表明,Fe元素的存在既没有影响TiO2由锐钛矿相向金红石相转变,也没有增加新的晶相,而是使TiO2的光催化活性明显增强,本文对TiO2光催化机理也进行讨论。     

Fe^（3＋）掺杂TiO2的制备、表征与光催化性能研究

以空心玻璃微球（GMBs）为载体,钛酸四丁酯（Ti（OC4H9）4）为原料,采用浸涂法制备可漂浮附载型复合光催化剂Fe-TiO2/GMBs。样品的结构、成分、形貌和核壳厚度分别用X射线衍射仪（XRD）、X射线能谱仪（EDS）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）进行表征。并研究样品在紫外光照射下催化降解罗丹明B（RhB）的性质。结果表明,Fe元素的存在既没有影响TiO2由锐钛矿相向金红石相转变,也没有增加新的晶相,而是使TiO2的光催化活性明显增强,本文对TiO2光催化机理也进行讨论。