1 湖北汽车工业学院材料科学与工程学院, 十堰 442002
2 储能与动力电池湖北省重点实验室, 十堰 442002
以钼硫摩尔比为1:15的钼酸钠和硫脲为原料, 采用高温固相法结合球磨的方法制备二硫化钼(MoS2)纳米片并用于超级电容器。利用热重-差示扫描量热、X射线衍射和扫描电子显微镜对样品的热稳定性、物相及微观形貌进行表征, 并采用循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)和电化学阻抗(EIS)等技术测试样品的电化学性能。结果表明: 经过750 ℃烧结并于700 r·min-1转速下球磨10 h所制的MoS2层数为88层; 在充放电电流密度为0.5和1 A·g-1条件下, 该样品比电容分别为82.4和60.9 F·g-1(优于球磨前的54.6和24.0 F·g-1), 经过2 000次充放电循环, 比电容保持率达92.4%。
二硫化钼 高温固相法 超级电容器 电化学性能 比电容 球磨 molybdenum disulfide high-temperature solid-phase method supercapacitor electrochemical performance specific capacitance ball milling
双钙钛矿结构化合物具有化学稳定性高、声子能量低、易于稀土离子掺杂和多种可调变的晶体学格位等优点，是一种优良的上转换发光基质材料。本文采用高温固相法在600 ℃下合成了双钙钛矿结构Rb3GaF6∶Er3+,Yb3+上转换发光材料，并采用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪对其成分、结构和发光特性进行系统表征。在980 nm激发下，制备的样品在521和548/561 nm处产生的绿光发射分别归因于Er3+的2H11/2-4I15/2、4S3/2-4I15/2能级上的电子跃迁，同时在656 nm处产生的红光发射对应于Er3+的4F9/2-4I15/2能级上的电子跃迁。此外，本文探究了Rb3GaF6∶Er3+,Yb3+的上转换发光机理。
双钙钛矿 上转换 发光特性 稀土掺杂 高温固相法 发光机理 double perovskite Rb3GaF6∶Er3+,Yb3+ Rb3GaF6∶Er3+,Yb3+ up-conversion luminescence characteristic rare earth doping high-temperature solid-phase method luminescence mechanism
1 1.山东非金属材料研究所, 济南 250031
2 2.火箭军工程大学 基础部, 西安 710025
提高钠离子电池正极材料的循环稳定性和比容量是实现其广泛应用的关键, 基于引入特定杂元素可优化正极材料结构稳定性和比容量的策略, 本研究采用便捷的固相反应法制备O3-Na0.9Ni0.5-xMn0.3Ti0.2SbxO2(NMTSbx, x=0, 0.02, 0.04, 0.06)系列层状氧化物正极材料, 对比研究了Sb掺杂对Na0.9Ni0.5Mn0.3Ti0.2O2正极材料储钠性能的影响。测试结果表明, 引入Sb后过渡金属层中氧原子之间的静电斥力减小, 晶格间距扩大, 有利于Na+的脱嵌。且掺杂Sb所造成的强电子离域降低了整个系统的能量, 获得了更有利于循环充放电的稳定性结构。在2.0~4.2 V测试范围下, 未掺杂的NMTSb0在1C(240 mA·g−1)倍率下初始放电比容量为122.8 mAh·g-1, 200圈循环后容量保持率仅为41.5%, 掺杂后的NMTSb0.04在1C倍率下初始放电比容量达到135.2 mAh·g-1, 200圈循环后容量保持率为70%, 掺杂后材料的放电容量明显提高, 循环寿命显著延长。本研究有助于推动钠离子电池的进一步发展。
Sb掺杂 O3型 正极材料 固相法 宽电压 钠离子电池 Sb doping O3 type cathode material solid phase method wide voltage Na-ion battery
广东第二师范学院化学与材料科学学院, 广州 510800
采用高温固相法合成了一系列Eu2+激活的Sr3LnM(PO4)3F(Ln=Gd, La, Y; M= Na, K)荧光粉, 并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱等对样品的物相结构、形貌和发光特性进行了表征及分析。结果表明: 成功合成了Sr3LnM(PO4)3F∶Eu2+荧光粉, 样品的粒径为2~10 μm。荧光粉在蓝光区具有强烈的发射, 归属为发光中心Eu2+的4f65d→4f7跃迁。当基质中的碱金属M由Na变成K时, Eu2+的发光颜色由淡蓝色变成深蓝色, 色纯度大幅提高, 有效地调控了Eu2+在氟磷灰石Sr3LnM(PO4)3F中的发光, 进而发现了一种通过改变第二层配位原子来调控Eu2+发光的策略。
稀土发光材料 蓝色荧光粉 高温固相法 氟磷灰石 发光调控 第二层配位原子 色纯度 rare earth luminescent material blue phosphor Eu2+ Eu2+ high-temperature solid-phase method fluorapatite luminescence regulation secondary layer coordination atom color purity
广东第二师范学院化学与材料科学学院, 广州 510800
采用高温固相法制备了一系列可被紫外光有效激发的Na1+xSr4-2x(BO3)3∶xCe3+荧光粉, 并通过X射线衍射、扫描电镜、荧光光谱等测试方法对样品的物相结构、形貌和发光特性进行了表征及分析。X 射线衍射结果显示, Ce3+成功掺入到基质NaSr4(BO3)3中; 利用高斯峰拟合、多光谱对比等手段, 分析并验证了发光中心Ce3+占据了NaSr4(BO3)3中Sr2+(1)和Sr2+(2)两个格位; 研究了不同浓度Ce3+的掺杂对发光位置和发光强度的影响, 随着Ce3+掺杂浓度的提高, 发射光谱出现红移, 发光强度出现增强→减弱→再增强的趋势; 将荧光粉的发射光谱与植物光合色素吸收光谱进行对比, 发现它不仅可以吸收300~350 nm的紫外光, 发射光谱还很好地覆盖了植物光合色素所需的蓝光区吸收波段, 证明其在农业生产的转光剂方面有潜在应用价值。
硼酸盐 高温固相法 蓝色荧光粉 格位占据 转光剂 稀土发光材料 NaSr4(BO3)3∶Ce3+ NaSr4(BO3)3∶Ce3+ borate high temperature solid phase method blue phosphor site occupation light conversion agent rare earth luminescent material
中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院，北京 102206
以固体硅胶为硅源，采用类固相法合成了ZSM-22沸石，考察了硅源、晶种、碱硅比、晶化温度、晶化转速等合成条件对ZSM-22沸石的影响，并对晶化过程进行表征分析。结果表明：在原料摩尔比n(KOH):n(Al2O3):n(SiO2):n(H2O): n(DAH):n(seed)=(0.150~0.180):0.012 5 000:1 000:(5.100~7.900):0.300:0.068、晶化温度为443 K、时间为16 h、晶化转速为20 r/min的条件下，可以获得具有高结晶度的ZSM-22沸石。与传统水热法相比，类固相合成法的水硅比，晶化时间大幅减低，投料固含量、单釜收率显著提高，类固相法合成的样品在酸分布和孔结构方面明显不同。
类固相法 ZSM-22沸石 分子筛合成 晶种 like-solid-phase method zeolite molecular sieve seed
1 新疆师范大学物理与电子工程学院，乌鲁木齐 830054
2 新疆师范大学，矿物发光及其微结构重点实验室，乌鲁木齐 830054
3 新疆师范大学，新型光源与微纳光学重点实验室，乌鲁木齐 830054
本文用高温固相法制备了Na+,Dy3+,Eu3+掺杂YAG系列荧光粉。通过改变掺杂的Dy3+浓度、激发波长、掺杂Na+，研究其对发光的影响。X射线衍射结果显示，硼酸、Na+、Dy3+、Eu3+掺入基本不影响YAG的立方晶相，且随Na+、Dy3+、Eu3+浓度增加，样品衍射峰位置向小角度偏移。用λem=590 nm监测Dy3+,15%Eu3+共掺YAG粉体，随Dy3+浓度增加，Eu3+和Dy3+的激发强度均先增大后减小。当用λex=366 nm激发Dy3+,15%Eu3+共掺YAG粉体，此时存在Eu3+→Dy3+的能量传递，计算得到Eu3+→Dy3+的能量传递效率为84.23%。相比10%Dy3+,15%Eu3+共掺YAG，掺入0.5%Na+后，样品中Dy3+发光增强1.5倍，色坐标(0.348 1,0.397)，色温5 010 K，接近标准白光。用λex=394 nm激发Dy3+,15%Eu3+共掺YAG粉体，此时存在Dy3+→Eu3+的能量传递，计算得到Dy3+→Eu3+的能量传递效率为88.9%。相比10%Dy3+,15%Eu3+共掺YAG，掺入0.5%Na+后，Eu3+发光增强1.8倍，色坐标(0.466 7,0.416 8)，色温2 650 K，达到商用暖白光标准。
Na+,Dy3+,Eu3+掺杂YAG粉体 高温固相法 能量传递 荧光寿命 色坐标 色温 Na+, Dy3+, Eu3+ doped YAG phosphor high-temperature solid-phase method energy transfer fluorescence lifetime color coordinate color temperature
贵州师范大学物理与电子科学学院，贵阳 550025
本文使用高温固相法，制备钼酸盐作为基质的荧光粉样品Sr0.7Ca0.16MoO4∶0.07Eu3+0.07A+(A=Na+,K+,Li+)，对荧光粉样品进行XRD和荧光光谱光学性能进行测定。研究结果表明，在900 ℃高温烧结8 h得到样品Sr0.7Ca0.16MoO4∶0.07Eu3+0.07A+(A=Na+,K+,Li+)。以615 nm作为监测波长，在330~540 nm处的激发峰中，394 nm、464 nm处的峰群中分别属于Eu3+的7F0→5D6、7F0→5D2跃迁。在394 nm和464 nm激发下Sr0.7Ca0.16MoO4∶0.07Eu3+0.07A+(A=Na+,K+,Li+)的发射光谱中，其主峰处于615 nm，是Eu3+通过5D0→7F2能级跃迁红光发射形成的。计算出CIE色坐标，并与美国国家电视标准委员会的标准值(x=0.670，y=0.330)进行对比，得出样品性能的优劣程度。综上所述，Sr0.7Ca0.16MoO4∶0.07Eu3+0.07A+(A=Na+,K+,Li+)是一种性能很好的红色荧光粉，可以应用于白光LED领域中。
荧光粉 高温固相法 稀土元素 白光LED 发光性能 phosphor high temperature solid phase method rare earth element white LED luminous property
1 新疆师范大学物理与电子工程学院新疆矿物发光材料及其微结构实验室, 新疆 乌鲁木齐 830054
2 新疆师范大学物理与电子工程学院新型光源与微纳光学实验室, 新疆 乌鲁木齐 830054
采用高温固相法制备了一系列Dy 3+,Sm 3+共掺杂的KAlSiO4荧光粉材料。实验结果表明,少量Dy 3+,Sm 3+的掺入没有改变KAlSiO4的晶体结构。当用Dy 3+的特征激发波长激发KAlSiO4∶1%Dy 3+,w% Sm 3+时,发射光谱显示,样品中存在从Dy 3+到Sm 3+的共振非辐射能量传递,同时色坐标移动很小,并发生了528 nm处的红移和713 nm处的蓝移现象;当用Sm 3+的特征激发波长激发KAlSiO4∶1.5% Sm 3+,v% Dy 3+时,发射光谱与KAlSiO4∶1.5% Sm 3+发射光谱相似,没有出现Dy 3+的特征发射峰,但Sm 3+在651 nm处的发光强度提高了6.5倍。这说明没有发生从Sm 3+到Dy 3+的能量回传,Dy 3+的引入促进了晶格的匹配,使得Sm 3+的发光强度得到大幅增强。通过理论计算得出从Dy 3+到Sm 3+的能量传递效率最高可达52%,能量传递相互作用是电四级-电四级相互作用。荧光粉的色坐标均在(0.41,0.51)附近,位于黄绿色区域。386 nm激发下的内量子产率从25.8%逐渐提高到42.6%。
材料 Sm 3+荧光粉 高温固相法 能量传递 内量子产率 激光与光电子学进展
2020, 57(21): 211601
