SiO2基核壳结构的稀土发光材料的研究进展

SiO₂基核-壳结构的稀土发光材料因其具有优异的性能而受到关注。研究表明SiO₂基核壳结构的稀土发光材料具有强发光效率、强光稳定性、无毒性、寿命长、价格低廉等特点。这些特性使它们在光学设备、等离子显示器、荧光灯、生物医学领域成像、指纹和防伪标签等方面得到广泛的应用。本文重点阐述了SiO₂基核壳结构的稀土发光材料的制备方法,包括固相法、湿化学法、燃烧法等。从核壳结构的稀土发光材料的制备方法入手探究目前的研究进展,其中溶胶凝胶法研究最多。最后对SiO₂基核壳结构的稀土材料进行了总结与展望。     

基于KY(CO3)2基质的白光荧光粉设计及光谱特性研究

为提高白光照明的显色性,利用稀土离子Ce³⁺、Tb³⁺和Eu³⁺设计KY(CO₃)₂基的白光照明材料。实验中,利用X射线衍射仪分析Ce³⁺、Tb³⁺和Eu³⁺掺杂KY(CO₃)₂后的物相结构;利用荧光光谱仪分析发光材料的光谱特性,计算相应光谱的色度坐标。实验结果表明：制备的KY(CO₃)₂:Ce³⁺、KY(CO₃)₂:Tb³⁺和KY(CO₃)₂:Eu³⁺3种发光材料均为单斜结构的纯相样品;在275 nm紫外光的激发下,3种样品分别发射出蓝紫色、绿色和红色3种不同颜色的光线。通过优化三基色的成分比例,得到色度坐标为(0.37,0.34)的高质量白光,实现光色可调的白光荧光粉的设...     

铈掺杂锰酸锂正极材料的制备及其对锂离子电池性能的影响

为了提高锰酸锂正极材料性能，设计了铈(Ce)掺杂的Li₂[Mn₍(1-x))Ce_x]O₃作为锂离子电池正极材料，研究了不同掺杂量(x=0,0.5%,1%,1.5%)的Li₂[Mn₍(1-x))Ce_x]O₃正极材料对锂离子电池性能的影响.结果表明：掺杂Ce不影响Li₂MnO₃的晶体类型和宏观形貌，可以增加Li₂MnO₃的反应活性，提高锂离子扩散系数.用Ce掺杂高容量的层状Li₂MnO₃作为锂离子电池的正极材料，当掺杂量x=0.5%时，首次充电容量最高，达到69.4 mAh/g，且稳定循环50圈.     

L- 丝氨酸为桥联剂制备稀土杂化发光材 料简

首次以L-丝氨酸为桥联剂制备了新型稀土有机配合物一无机基质杂化材料,LnL3Phen／（SiO2）n,其中Ln=Eu,Tb;L=2-苄酰胺基-3-羟基丙酸;Phen=4~菲罗啉．通过核磁共振、紫外和荧光光谱对配体和杂化材料的结构和性质进行了表征．紫外光谱结果表明杂化材料呈现了结构中生色团的特征峰,荧光研究表明,杂化材料均呈现稀土离子的特征光．     

两亲SiO2纳米颗粒的制备及提升聚合物性能

提出了一种两亲SiO₂纳米颗粒的制备方法,借助红外光谱及Zeta电位测试证实了相关基团在SiO₂纳米颗粒两侧成功接枝,探究了其对聚合物聚丙烯酰胺(HPAM)性能的影响。通过稳态和动态流变性测试发现,两亲性和亲水性的SiO₂纳米颗粒都可以增强聚合物溶液黏度和黏弹性。聚合物通过分子间作用力吸附在SiO₂纳米颗粒表面,形成复杂的三维网络结构,由于两亲SiO₂纳米颗粒的两侧非对称结构,其与HPAM分子间存在氢键、静电作用和疏水作用等多重相互作用,促使两亲SiO₂纳米颗粒比未修饰亲水SiO₂纳米颗粒在提升聚合物性能方面效果更为显著。进一步研究发现,与未修饰亲水SiO₂纳米颗粒相比,两亲SiO₂纳米颗粒能够在高温、高盐条件下使聚合物溶液具有更高的黏度保留率。     

Ho-M(M=Nd、Sm)双掺杂氧化铋基电解质材料的合成及电性能

目的:对氧化铋基材料进行掺杂改性研究,考查其电化学性能,探寻其用作固体氧化物燃料电池电解质材料的可行性。方法:使用硝酸盐燃烧法制备了Ho-Nd和Ho-Sm共掺杂的氧化铋基电解质材料,采用X射线衍射(XRD)对其进行了物相结构的分析;用交流阻抗谱测试样品在400℃到800℃的电化学性能。结果:掺杂后的产物包含四方相、立方相和棱面体结构;样品的电导率随着总掺杂量的增加先上升后下降。在所有样品中,(HoO_1.5)_0.05(NdO_1.5)_0.05(BiO_1.5)_0.9的电导率在700℃有最高的电导率,达到13.76×10^-2 S cm^-1。结论:材料制备方法简单方便,合成的产物可以成为一种有潜力的固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质材料。     

具有晶格缺陷的La掺杂CeO2/nano-G阳极催化剂高效降解诺氟沙星研究(英文)

在电催化剂中,通过元素掺杂策略引入缺陷可能显著提高材料的催化活性和稳定性。通过La掺杂(1～5 at.%)来提高CeO₂/nano-G的电化学反应活性,并加快界面电荷转移。掺入La的CeO₂/nano-G电极,析氧电位达到2.57 V,表现出比原始CeO₂/nano-G电极更稳定的电催化活性。此外,La-CeO₂/nano-G电极还被证明可以在电氧化过程中有效地矿化诺氟沙星(NOR),3 at.%的La-掺杂量可使降解效率高达98.2%。XPS结果表明,La掺杂后CeO₂表面的氧空位数量增加,可能是La-CeO₂/nano-G电极的电化学反应活性和稳定性增强的原因。这些结果可为设计具有高电催化活性和稳定性的CeO₂/nano-G电极提供了缺陷工程策略方面的启示。     

Gd掺杂TiO2光催化剂制备及其可见光活性研究

利用溶胶凝胶法制备Gd掺杂TiO₂(不同配比)光催化剂,并用扫描电镜(SEM)、电子能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱仪(IR)对样品进行表征,以罗丹明B为目标污染物,测试该光催化剂的光催化活性。结果表明,合成的光催化剂中Gd在TiO₂结构中以Gd₂O₃结合在TiO₂表面,样品表面具有大量羟基,有利于污染物的光催化降解。     

稀土Sm掺杂PLA/TiO2杂化材料的制备及抗凝血性能测定

以乳酸为原料、辛酸亚锡为催化剂制备聚乳酸(PLA);以PLA、Sm、钛酸四正丁酯(TBT)为原料,采用溶胶凝胶法制备稀土Sm掺杂PLA/TiO2有机无机杂化材料。XPS分析结果显示了Sm的加入。动态凝血时间测定法测定结果表明,Sm的掺杂提高了PLA/TiO2的抗凝血能力,并且在加入量为wt0.6%时效果最佳。     

Ni2+预嵌入MnO2正极对锌离子电池性能的影响

为了抑制水系锌离子电池正极MnO₂材料在充放电过程中发生的材料坍塌，该研究采用水热法将Ni²⁺插层到δ-MnO₂(NMC)中，并且对其进行碳包覆.制备的NMC材料微观结构发生了改变，其层间距与比表面积变大，为Zn²⁺提供了更多的活性位点；经过碳材料包覆后NMC材料的导电率得到了提高.将该材料用作水系锌离子电池正极活性材料，在0.2 A·g^-1电流密度下，电池经过100次充放电后容量保持率为90%，表现出较好的循环性能.在大电流密度下(1 A·g^-1)，经过800次循环后容量保持率仍高达80%.因此，对δ-MnO₂进行Ni²⁺掺杂并进行碳包覆，为实现水系锌离子电池的高能量密度提供了新的解决方案.     

Ag3PO4/g-C3N4光催化剂的制备及光催化性能分析综合化学实验设计

设计了一个综合化学实验——Ag₃PO₄/g-C₃N₄光催化剂的制备、催化性能分析及表征研究。通过光催化剂的合成、活性与稳定性测试及结构表征,使学生了解可见光催化这一化学前沿领域,提高学生对已学知识融会贯通的能力,提升学生学习化学的兴趣。该实验综合了材料合成和表征、仪器操作和数据分析能力的培养,并融入课程思政元素,对于学生创新实践能力的培养有促进作用,可适用于高年级综合化学实验。     

Cu2O-CuO纳米复合物的制备及其可见光催化性能研究

为制备具有可见光活性和较高光催化效率光催化材料,使用硫化钠、硫酸铜和氢氧化钠为原料,通过共沉淀反应获得Cu₈(OH)₍(14+2x))S₍(1-x))前驱体,再利用自身氧化还原反应制备出Cu2O-CuO复合氧化物。通过X-射线衍射分析,探究实验条件对复合氧化物组成和结构的影响。以甲基橙作为模拟污染物研究复合氧化物的光催化活性及稳定性。结果表明,Cu₂O-CuO复合氧化物表现出比单一氧化物更好的光催化活性且稳定性较好,2 h甲基橙降解率达到94.7%,5次循环实验后光催化降解效率仅降低1.5%。合成的Cu₂O-CuO纳米复合氧化物是一种稳定性好、光催化性能优良的Type-Ⅱ型异质结光催化剂。     

BCN电催化还原O2制H2O2实验教学设计与实践

设计新型实用的电催化还原O₂制H₂O₂实验代替传统的电催化分解水实验,符合绿色化学理念和本科实验教学的发展需求。实验制备了具有2eORR活性的新型硼碳氮(BCN)催化材料,同时设计了电极制备、电催化氧还原制H₂O₂、还原产物定性及定量分析等实验内容。让学生了解无机材料的制备和表征技术、掌握H型电解池装置和电化学工作站的使用,学会利用紫外-可见分光光度法计算H₂O₂浓度等相关知识。由最新科研成果转化而成的综合性教学实验,有助于激发学生对实验和科研的兴趣,有利于培养学生的团队合作意识与探究精神,为提升本科生化学实验教学质量提供可行方案。     

基于回归模型的C4烯烃最佳制备条件研究

使用乙醇生产制备C₄烯烃具有良好的前景。本文以乙醇作为平台化合物,获取乙醇催化偶合制备C₄烯烃的最佳条件。从催化剂组合设计与反应温度入手,首先采用最小二乘法得出线性回归表达式,然后建立多元线性回归模型和多目标规划模型,最后得出制备C₄烯烃的最佳条件为：反应温度450℃,催化剂组合为200 mg质量分数0.5%Co/SiO₂-200 mgHAP-乙醇浓度0.3 mL/min。     

复杂金属间化合物Al3Mg2相的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了立方晶系高温相β-Al₃Mg₂和六方晶系低温相β’-Al₃Mg₂的力学性质及电子结构。弹性常数的计算结果表明：β-Al₃Mg₂的晶体结构在力学上是不稳定的,β’-Al₃Mg₂具有力学稳定性结构。体模量B、剪切模量G、杨氏模量E、泊松比v、弹性各向异性指数A^U和硬度H的计算结果表明：在弹性范围内,β-Al₃Mg₂抵抗形变的能力远大于β’-Al₃Mg₂;β-Al₃Mg₂为硬脆性相,β’-Al₃Mg₂为韧性相;β’-Al₃Mg₂的弹性各向异性指数A^U=0.01,接近各向同性。电子结构的计算结果表明：低温相β’-A...     

δ-MnO2/荷叶杆碳复合材料的制备及其电化学性质研究

生物质碳的自然特殊结构赋予复合材料优异的性能。选择孔径丰富的荷叶杆为生物质碳原料,通过高温碱处理碳化得到荷叶杆碳(LC)。将荷叶杆碳分散于KMnO₄溶液中140℃水热处理12 h,得到花球状δ-MnO₂/荷叶杆碳复合材料(MnO₂/LC)。利用XRD、SEM、N₂吸脱附分析等测试技术对所得材料进行表征。结果表明,荷叶杆碳的BET比表面积为408 m²/g,平均吸附孔径为1.84 nm。建立在多孔碳基础上,所制备的MnO₂/LC复合材料具有介孔结构和大的比表面积,平均吸附孔径为9.9 nm,BET比表面积为152 m²/g。采用三电极体系,利用循环伏安法、恒流充放电等测试分析表明,材料具有大的比电容和良好的循环稳定性。MnO₂/LC电极材料在5 mV/s的扫速下比电容值为354 F/g。在5 A/g充放电5 000圈后比电容保持为原来的92.8%。轻质富多孔生物质碳材料与过渡金属氧化物的结合是提高超级电容器比电容的...     

近紫外激发Ce3+,Tb3+掺杂KY(CO3)2发光性能的研究

为增强Tb3+离子在近紫外区的激发效率,采用水热法制备新型单相Ce3+,Tb3+掺杂的KY(CO3)2稀土发光材料.利用X射线衍射、热重差热分析和光致发光光谱分别对发光材料的物相结构、热稳定性和发光性能进行表征.结果表明:Ce3+和Tb3+可以有效地替代KY(CO3)2晶格中的Y3+,合成新型稀土掺杂的KY(CO3)2...     

利用厨房材料探究Na2CO3、NaHCO3的性质

利用厨房常见材料设计实验，以化学视角探究日常用品Na₂CO₃、NaHCO₃的性质。可以在家中利用常见材料进行探究，认识Na₂CO₃、NaHCO₃的外观、水溶性、溶解过程的热效应、碱性、与酸反应的过程、热稳定性，进而能够科学、有效地在生活中应用，同时使学生感受到生活与科学的紧密联系。     

MoS2/SiO2/Si异质薄膜器件的制备与NH3探测性能实验研究

采用磁控溅射技术，通过改变制样工艺条件在SiO₂/Si基片上沉积MoS₂薄膜，以形成异质薄膜器件，并对其微观结构、形貌特征和NH₃探测性能进行表征和分析。研究结果表明，在室温条件下MoS₂/SiO₂/Si异质薄膜器件表现出了明显的NH₃响应性能，并且器件的响应与薄膜厚度和沉积温度存在关联，最高可达230%,远超过单一薄膜。同时，器件的响应速度较快，响应/恢复时间为7.4 s/24.8 s。进一步通过构建界面能带结构图，对器件的气敏机理作了深入阐释。     

不同浓度La掺杂LiMPO4(M=Fe,Mn)电子结构及Li+扩散的第一性原理研究

该文基于密度泛函理论(DFT)的 CASTEP 软件包,对掺杂不同浓度 La 的 LiMPO₄(M=Fe,Mn)的晶胞结构和 Li⁺扩散进行研究 . 通过对超胞内的 Fe 和 Mn 进行替换,使 La 的掺杂浓度分别为1/16、1/8 和 1/4. 对比晶格常数发现,伴随 La 浓度的增加晶胞常数 a 增大 . 比较不同浓度掺杂体系带隙的变化和费米面附近的态密度图,发现 Fe 和 Mn 原子价电子数目的不同是导致体系电子结构不同的根本原因 . 通过构建 Li 空位模拟 Li⁺扩散的始末状态,研究不同浓度 La 掺杂对扩散势垒和扩散系数(扩散速率)的影响,发现 LiFePO₄与 LiMnPO₄均随着 La 掺杂浓度的增加 Li⁺扩散速率降低;La 掺杂浓度为 1/16 时 LiFePO₄体系中 Li⁺的扩散速率具有最大值 .