1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 强激光材料重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国核电工程有限公司, 北京 100840
钼是动力堆乏燃料后处理产生的高放废液中主要的核素之一。MoO3在铁磷酸盐玻璃中的溶解情况以及MoO3含量变化对玻璃结构的影响是动力堆高放废液固化用铁磷酸盐玻璃配方研究的重点。在成分为60%P2O5-19%Fe2O3-8%Al2O3- 13%Na2O (摩尔分数)的基础玻璃中, 加入1%~8% (摩尔分数) MoO3, 采用熔淬法制备一系列样品。X射线衍射、电子探针显微分析用于物相和显微形貌分析, Raman光谱、X射线光电子能谱和Mssbauer谱用于结构分析。MoO3实际含量小于等于6.38%时, Mo可以完全溶入到玻璃结构中, 不形成析晶和分相。MoO3含量大于等于4%时, Mo离子以［MoO6］结构存在并形成Mo-O-P键。Q1和Q2单元是玻璃相中的主要结构, 且Q1单元的相对含量随着MoO3含量增加。随着MoO3含量增加, Fe3+相对含量略有减少, 而Mo离子价态不变。
钼 铁磷酸盐玻璃 玻璃结构 价态 molybdenum iron phosphate glass glass structure valence state
1 1.郑州大学 材料科学与工程学院, 郑州 450001
2 2.东莞理工学院 材料科学与工程学院, 东莞 523830
Mn4+激活红光荧光粉是白光半导体发光二极管(wLEDs)领域当前研究热点之一。Mn4+离子2E→4A2跃迁在铝酸盐中的最短发光波长是在MgAl2O4中实现的651 nm发光, 由于其结构中含有形成四面体或八面体配位的两种阳离子格位(Mg2+/Al3+), 易造成所掺杂锰元素存在多种价态(+2/+4/+3等)。本研究通过改变起始原料中Al2O3的晶型(γ/α比例)及退火处理来调控锰离子在MgAl2O4晶格中的占据格位, 对其主要存在价态实现调控。采用荧光光谱和紫外-可见-近红外漫反射光谱技术来表征所合成荧光粉中Mn离子的价态及其演变。研究发现, 高α/(α+γ)比铝源促进Mn2+形成, 而低α/(α+γ)比铝源促进Mn4+形成。通过使用高活性纳米γ-Al2O3为铝源, 有效抑制了锰离子在MgAl2O4中Mg2+格位的占据及Mn2+离子的形成, 经空气中1550 ℃保温5 h的一次高温热处理即可制备出在可见光区只有Mn4+红光发光的高纯高亮度MgAl2O4:Mn4+荧光粉。氧化铝晶型影响锰离子掺杂格位和掺杂价态的本质规律是: 氧化铝活性决定实际固溶掺杂反应步骤, 进而影响锰离子掺杂格位和价态。本研究提出的反应步骤调控作为反应气氛、电荷补偿剂、反应温度三种调控方法外的一种新方法, 为Mn4+激活铝酸盐荧光粉中锰离子掺杂价态调控提供了新思路。
Mn4+ 白光LEDs 红光荧光粉 价态调控 Mn4+ white LEDs red-emitting phosphor valence state control
1 郑州大学 材料科学与工程学院, 河南 郑州 450001
2 河南理工大学 物理与电子信息学院, 河南 焦作 454000
3 东莞理工学院 材料科学与工程学院, 广东 东莞 523808
4 厦门大学 材料学院, 福建 厦门 361000
Mn4+激活红光荧光粉是白光发光二极管(LED)用荧光粉的研究热点之一。过渡金属锰元素具有未充满的d轨道, 可形成Mn4+/Mn3+/Mn2+等多种价态, 而其他价态的存在会影响Mn4+的吸收/辐射跃迁。目前, 多数研究论文对所制备荧光粉中锰离子价态未进行表征, 或采用的表征手段难以定性或定量确定多种共存价态锰离子的相对含量。本文对Mn4+激活红光荧光粉中锰离子价态表征手段进行综述, 包括漫反射光谱、荧光光谱、X射线光电子能谱、电子顺磁共振谱、阴极射线发光谱、X射线精细吸收谱、变温磁化率谱等。对其测试结果在定性或定量表征锰离子价态方面的可靠性以及测试便易性进行对比评述。最后总结了影响锰离子价态的因素和调控其价态的实验方法, 以期对新型高效Mn4+激活红光荧光粉的研发有所裨益。
白光LED 荧光粉 锰离子 价态表征 white LED phosphor manganese ion valence state analysis
1 北京工业大学 材料科学与工程, 北京 100022
2 中国工程物理研究院 核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
为探讨电极表面发生变化的原因和烧蚀机理, 为提升电极工作稳定性提供理论依据, 分析了经过上万发次点灯测试的大功率脉冲氙灯稀土钨电极的表面形貌、元素深度分布及价态。结果表明：工作后的电极表面出现大量裂纹以及烧蚀坑; 表面各元素主要由W,La,O三种元素组成, 分布均匀; 电极表面La以La3+形式存在, W存在原子态和+6价两种价态, 占比分别为18.29%和81.71%; 随刻蚀深度增加后, La的价态仍为+3价, W6+迅速减少直至W价态全部变为W0。
稀土钨电极 表面形貌 元素分布 价态 rare earth tungsten electrode surface appearance element distribution valence state 强激光与粒子束
2019, 31(1): 012001
采用X射线吸收近边结构(XANES)谱对多晶Lu2SiO5∶Ce(LSO∶Ce)发光粉体中Ce元素的化合价状态进行了表征, 结果表明: 在空气下煅烧后得到的不同Ce掺杂浓度的LSO∶Ce粉体中, Ce3+在总掺杂Ce中的含量仅为18%～39%; 而经1 000 ℃/2 h的氢气气氛下退火后, LSO∶0.5%Ce粉体中Ce3+的相对含量由39%大幅提高到83%。真空紫外(VUV)激发发射光谱表明: 当Ce的掺杂摩尔分数为0.25%～1%时, Ce3+的摩尔分数与LSO∶Ce粉体的发光强度具有很好的关联性。 氢气退火处理可以使LSO∶Ce粉体的发光强度提高近40%。LSO∶Ce粉体在变温条件(50～250 K)下的发射强度表现出良好的稳定性, 未观察到热猝灭现象发生。
化合价 X-射线吸收近边结构 VUV光谱 LSO∶Ce LSO∶Ce valence state XANES VUV spectra
1 中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室, 辽宁 沈阳110016
2 沈阳科金新材料有限公司, 辽宁 沈阳110015
采用先还原后络合的方法, 利用草酸将V(Ⅴ)离子还原并形成络合物, 使得全钒氧化还原液流电池(钒电池)电解液的四种价态离子在紫外可见光范围内均具有不同的特征吸收峰。 基于此建立了钒电池电解液中不同价态钒离子的光度分析方法, 实现对钒离子定性、 定量测定。 不同价态钒离子标准曲线线性相关系数都大于0.999 0, 线性范围分别为0.326～2.445, 0.326～2.445, 0.720～5.403, 1.784～13.437 g·L-1, 测定样品相对标准偏差(n=6)为0.594%～3.535%, 满足钒电池电解液中钒离子价态分析的需要。
钒电池 钒离子 价态分析 分光光度法 Vanadium battery Vanadium ion Valence state Spectrophotometry 光谱学与光谱分析
2011, 31(10): 2839
Key Lab. of Irradiation Physics and Technology for Ministry of Education, Dept. of Phys., Sichuan University, Chengdu 610064, CHN
