一、Sorption Characteristics of Rare Earth Element Eu ~(3+) onto Silica-Water Interfaces Studied by Fluorescence Spectroscopy(论文文献综述)
袁进[1](2021)在《两亲分子协同构筑荧光组装体及性能研究》文中研究说明自组装是构建基元在无外加力的扰动下,经构建基元之间的相互作用自发地进行组装或聚集从而形成有序结构的过程。两亲分子是自组装领域的重要组成部分,并且逐渐拓展至超分子化学领域。两亲分子自组装因为多样的构筑基元,简单的构筑方法以及丰富的响应性和功能性,在日益发展的交叉学科中扮演着越来越重要的角色。荧光材料是从外部接受能量并将其转化为光的材料,已经广泛应用于我们的衣食住行。荧光材料经历了染料分子、半导体量子点、镧系金属离子、荧光纳米材料等几个重要的发展阶段。在保证荧光强度,荧光寿命以及量子产率等优异荧光性能的前提下,简单绿色的合成方法,灵活的调控性和丰富的功能性成为荧光材料发展的新方向。在不断的探索过程中,两亲分子协同构筑荧光组装体的研究进展极大地拓展了荧光材料在生命科学、信息科学、材料科学以及纳米科学等领域的应用。究其原因,荧光组装体不仅可以很好的保留和提升荧光构筑基元的发光性质,还可以充分发挥两亲分子组装的灵活性,利用组装体本身的结构特性,实现功能和应用的突破。尽管目前已有诸多荧光组装体的研究与报道,但是其作为功能材料的适应性和功能性还有很大的研究空间,尤其是适应特殊环境的能力仍需进一步提高。因此,深入开展两亲分子与荧光构筑基元协同作用的荧光组装体具有重要的科学意义和应用价值。本论文主要通过荧光构筑基元与两亲分子的协同作用,构筑囊泡、凝胶、纳米颗粒等多类型荧光组装体,并探究其作为荧光材料在荧光检测以及光电器件等方面的潜在应用价值,尤其拓展了荧光材料的可调控性和环境适应性。第一章,阐述了两亲分子协同构筑荧光组装体的研究现状,包含主要的构筑策略、常见的构筑基元、基本的发光原理、组装体类型以及功能和应用等。详细综述了两亲分子荧光组装体的设计思路,包括两亲分子(主要为表面活性剂分子)与荧光构筑基元共组装以及新型荧光两亲分子自组装。指出了两亲分子协同构筑荧光组装体的特点与优势,同时也提出了目前仍需解决的问题。最后,概括了本论文的主题思想、研究内容和意义。第二章,利用含有多金属氧酸盐(POM)的新型有机-无机杂化两亲分子(POM-PPCT)与荧光构筑基元Eu3+在溶液中自组装形成荧光囊泡。我们认为荧光囊泡的构筑是金属离子配位作用以及π-π相互作用的共同结果。由于三联吡啶分子优异的光电性能,可作为Eu3+的敏化基团,通过天线效应诱导Eu3+的光致发光特性。此外,由于金属离子配位作用的动态性,荧光囊泡显示出了对于重金属离子Cu2+的响应性,通过荧光猝灭效应实现对于Cu2+的识别,且具有好的敏感性和选择性。检测限可达24nM,同时可以抵抗其他金属离子的干扰。证明了该荧光组装体可以作为检测Cu2+的理想传感平台。第三章,我们选取易于合成的铜纳米簇(CuNCs)作为荧光构筑基元,详细研究了不同有机溶剂(甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜)的诱导作用。利用铜纳米簇本身的表面活性,在不同有机溶剂的驱动下,以谷胱甘肽作为配体和稳定剂的铜纳米簇自组装形成尺寸不同的球形纳米颗粒。纳米颗粒显示出了优异的聚集诱导发光(AIE)特性。通过实验我们证明该特性主要由铜纳米簇水溶液与有机溶剂的体积比决定,并且具有良好的可逆响应。同时,由于不同有机溶剂的极性差异,会导致铜纳米簇在纳米颗粒中排列的紧密程度不同,从而在不同有机溶剂的混合溶液中显示出了不同荧光强度和荧光发射波长。因此,该荧光组装体可以作为区分不同有机溶剂的新方法,新策略。第四章,为了提高荧光检测器抵抗背景干扰的能力,我们向铜纳米簇水溶液中引入色氨酸作为参比荧光团,构筑双发射比率型荧光探针,进一步提高检测的灵敏度和准确性。两种荧光团在多重氢键的作用下自组装形成球形纳米颗粒。利用铜纳米簇对于水溶液的响应性,可以实现对于混合溶剂中水含量的检测。通过研究发现,该比率型荧光探针具有两个主要优势:一是具有灵活的调节性。通过调节氨基酸种类、浓度以及溶剂比例可以实现对于比色范围的调控;二是具有良好的抗冻性。实验结果表明其冰点仅与溶剂比例有关,当溶剂比例从3:7调节至1:9时,冰点从-45℃变为-4℃,以实现不同温度环境下的使用需求。利用荧光探针对水含量的响应性实现了对于酒精度的测定,我们期望其可以作为一种新型荧光传感平台应用于实际生活。第五章,铜纳米簇还可以作为一种新型的低分子量凝胶因子,在金属离子Zn2+诱导形成具有纳米颗粒交联网络的荧光凝胶。手性小分子色氨酸的引入,不仅可以实现异质网络凝胶的构筑增强荧光性能,还可以通过两种网络手性信号的叠加实现手性信号的调节和翻转。溶剂诱导和金属离子配位作用的协同效果使得凝胶具有聚集诱导发光增强现象赋予其优异的荧光性能。H2O/DMSO混合溶剂赋予凝胶优异的抗冻性能。实验结果还表明该凝胶对于外界刺激(机械力,温度,pH,H2O2,EDTA)显示出了优异的响应性。利用其溶胶-凝胶转变和荧光强度变化作为双重标准可以实现对于不同种类阴离子的识别。该凝胶材料不仅大大提高了铜纳米簇荧光组装体的稳定性,还为手性荧光材料的构筑提供了新的思路和方法。第六章,配体分子的结构可以赋予铜纳米簇进一步共组装的能力。利用最典型的两亲分子阳离子表面活性剂与谷胱甘肽分子羧基之间的静电相互作用,形成以铜纳米簇为亲水部分,表面活性剂烷基链为疏水部分的新型两亲复合物。通过增加表面活性剂的浓度,可以诱导两亲复合物结构由极性结构转变为非极性结构,也使得组装体结构有球形纳米颗粒向网络状结构转变。表面活性剂在组装过程中通过影响疏水相互作用以及分子间距可以实现对于组装体荧光性质的调控。该荧光组装体可以作为橙色荧光粉用于发光二极管(LED)的构筑。我们希望这种简单灵活的方法可以为荧光固体材料的发展提供新的思路和方法。
李恒[2](2021)在《基于三联吡啶类配体的稀土铕荧光材料的制备及其性能研究》文中认为本文设计合成了两种基于三联吡啶类配体的稀土配合物杂化材料,第一种是基于铕的杂化材料的对铜离子具有特异性识别。另一种是基于凝胶态的聚乙烯亚胺改性的Eu3+-TTA-PEI-Lys-TPY。具体的研究内容如下:1)设计合成了一种新型的基于稀土铕和周期性介孔的杂化材料的荧光传感器Eu(NTA)3L-COOH-PMO,该传感器结合了稀土配合物和介孔基质的优点,既具有稀土铕配合物优异的荧光性能,又具有介孔基质良好的光热稳定性特点,有效弥补了纯稀土配合物稳定性差的缺陷。2)设计合成了三联吡啶-聚乙烯亚胺稀土配合物水凝胶。通过缩合的方法,用三联吡啶类配体对聚乙烯亚胺进行改性,之后引入稀土离子,经过特定温度(130℃)加热,体系内部发生氢键自组装,由PEI原来的流体状态向凝胶发生转变。实验数据表明,三联吡啶-聚乙烯亚胺稀土配合物水凝胶对丙酮气体有更高的吸附性能,在凝胶界面上可将丙酮气体转化为液体,在吸附72 h之后,达到吸附饱和,吸附丙酮质量约为凝胶质量的2.5倍,且凝胶可以循环吸附。改性的胺化凝胶材料与稀土配合物作用形成凝胶相比于聚乙烯亚胺吸附丙酮的效率更高。
吴侗[3](2021)在《钐离子掺杂二氧化钛和二氧化硅复合物的合成及应用研究》文中认为近年来,稀土掺杂化合物被广泛应用于高性能发光器件、显示器、光催化、生物荧光成像与检测等领域。TiO2作为一种应用广泛的半导体材料,因其具有低成本、可见光区域的高透明度、良好的热、化学和机械性能等优点,可作为稀土掺杂的主体材料。并且基于这些特点还能够使TiO2与其他不同的材料相结合提高基质性能,例如与SiO2复合。TiO2-SiO2复合物结合了两者的优点,可以有效地提升材料的物理及化学性质。研究发现稀土掺杂TiO2-SiO2复合材料可以用作发光和光催化的双功能材料,稀土离子的掺入不仅赋予材料发光性能,还能够通过降低TiO2中电子和空穴复合的速率来改善其光催化活性。除此以外,材料的形貌和尺寸也能影响其发光性能和光催化效率。因此,具有一定形貌的稀土离子掺杂TiO2-SiO2复合材料的制备及应用研究具有重要意义。本文主要探讨了Sm3+离子掺杂不同形貌的TiO2-SiO2复合物的合成及在发光和光催化领域的应用。解决了TiO2粒子高度团聚、电子-空穴复合速率快和难以回收等问题,提升了样品的发光强度和光催化活性。利用扫描电镜、X射线衍射仪、荧光谱仪、氮气吸附-脱附及紫外吸收光谱等来分析样品的化学特性。并且详细探讨了SiO2@TiO2:Sm3+复合物发光和光催化降解聚丙烯酰胺(HPAM)的机理。本文成功合成了在煅烧后具有完整形态的TiO2/SiO2:Sm3+复合纳米纤维,容易从溶液中除去而不会对水体造成二次污染。以下为本文具体的研究内容:1.利用溶胶凝胶法以及溶剂热法合成了TiO2:Sm3+颗粒、SiO2@TiO2:Sm3+核壳球和SiO2@TiO2:Sm3+核壳棒,并分别在700、800和900℃下煅烧。研究了不同形貌和煅烧温度对样品的发光强度和光催化性能的影响。结果表明,在700℃煅烧的核壳棒展现出最高的发光强度。这是由于其具有最小的比表面积,从而减少了由表面缺陷形成的猝灭中心,并且没有金红石相的生成。此外,降解实验结果发现,在模拟太阳光照射下,经800℃煅烧的核壳棒有最高的光催化活性,原因是高结晶度和Ti-O-Si键的协同效应以及金红石与锐钛矿形成的异质结提高了光催化活性。SiO2@TiO2:Sm3+核壳棒具有优异的光致发光性能和光催化活性。2.利用静电纺丝技术制备出了TiO2/SiO2:Sm3+复合纳米纤维,通过在模拟太阳光下降解HPAM的效率来评价样品的催化性能。随后,探讨了不同梯度的Sm3+离子在复合物中掺杂对光催化活性的影响。结果表明TiO2:Sm3+纳米纤维为大孔材料,TiO2/SiO2:Sm3+复合纤维是介孔材料,SiO2改性TiO2孔径结构对增加纳米纤维表面积具有明显的优势。另外发现,适量的Sm3+离子加入到复合纳米纤维中可以抑制电子空穴对的复合、扩大光响应范围、提高对光的利用率。但Sm3+离子过量会使TiO2的结晶性下降,并增加电子和空穴复合中心的数量,光响应范围蓝移,导致光催化性能下降。光催化过程结束后TiO2/SiO2:Sm3+复合纳米纤维具有完整的结构,便于从溶液中除去。
李晶瑞[4](2021)在《N,N-二辛基二甘酰胺酸键合固相材料制备及分离稀土性能研究》文中进行了进一步梳理稀土元素因其独特的电子层结构,具有优异的光、电、磁、热等特性,被广泛应用于超导、航空航天、电子产品、化学传感器、催化等多种领域。随着稀土资源的开发和利用,发展绿色的稀土分离、富集技术备受关注。本文以二甘醇酸为原料,合成酰胺荚醚类N,N-二辛基二甘酰胺酸(DODGA)功能配体。以核-壳型Fe3O4@SiO2、层析硅胶及色谱性硅胶为支撑材料,通过酰基化反应制备了 3种改性固相萃取材料。采用SEM、TEM、BET、FTIR、TG、XPS等方法表征其形貌特征及配体键合量。采用等温吸附及吸附动力学实验对其吸附过程进行探究。并将三种固相萃取材料分别应用于稀土元素的富集、柱层析分离及色谱分析研究,主要研究结论如下:(1)设计合成酰胺荚醚类DODGA配体并通过液-液萃取实验研究DODGA对16种稀土离子的萃取性能。采用核磁、质谱、红外对DODGA进行结构确认。考察无机酸种类、配体浓度、萃取温度、干扰离子等因素对DODGA萃取性能的影响。结果表明,在1mol·L-1 HNO3溶液中,DODGA显示出最佳萃取性能,对16种稀土离子萃取率均在90%以上。改变萃取剂的浓度测定分配比的变化,计算得出La、Ce、Pr、Nd与DODGA的络合数为2,其它12种稀土元素络合数为3。改变KNO3的浓度,测定分配比的变化,计算得La、Ce、Pr、Nd与硝酸根离子络合数为1,其它12种稀土元素与硝酸根络合数为2。基于密度泛函理论,计算DODGA与稀土离子的结合能,结果表明,DODGA可优先与稀土元素形成配合物,实现选择性萃取。(2)以超顺磁性四氧化三铁颗粒为支撑材料,制备磁性介孔颗粒Fe3O4@mSiO2-DODGA 并应用于稀土元素的富集。Fe3O4@mSiO2-DODGA 具有均一的球形形貌,表层为介孔结构,DODGA成功修饰至颗粒表面,键合量为 367 μmol·g-1。HNO3 浓度为 2 mol L-1 时,Fe3O4@mSiO2-DODGA 对 16种稀土元素吸附率最大。以0.01 mol L-1 EDTA为洗脱液,16稀土元素可被完全解吸附。在浓度为2 mol·L-1HNO3溶液中,Fe3O4@mSiO2-DODGA颗粒稳定性良好,重复使用5次后,仍保持其初始吸附能力的88.25~92.63%,可循环使用。Fe3O4@mSiO2-DODGA颗粒具有良好的抗共存离子干扰能力,可在复杂样品中选择性吸附稀土元素。吸附动力学数据拟合与准二级模型一致,吸附等温线数据符合Langmuir等温线模型,表明Fe3O4@mSiO2-DODGA颗粒对稀土元素的吸附过程为均匀表面上的单层吸附,吸附过程由化学吸附控制,同时伴有物理扩散。(3)选用层析硅胶作为固相支撑材料,制备固相萃取材料SG@DODGA,填充层析柱,应用于16种稀土元素层析分离,可实现La、Ce、Pr、Nd的基线分离。结果表明,SG@DODGA中配体键合量约为322μmol·g-1。吸附动力学表明,SG@DODGA可以在100 min内实现对16种稀土元素的充分吸附,吸附量可达126.33 mg·g-1。SG@DODGA对16种稀土元素的吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线拟合符合Freundlich等温线模型,吸附过程为非均质表面的单层化学吸附。吸附热力学数据表明SG@DODGA对16种稀土元素的△G°为负值,△H°、△S°值为正值,吸附过程是吸热,自发,熵值增加过程,温度升高有利于吸附过程的进行。以SG@DODGA为填料,对16种稀土元素进行层析分离,获得各稀土元素的穿透曲线,层析柱对各稀土元素柱容量差异不明显。采用分段洗涤法,可实现16种稀土元素的初级分离,通过柱长增加实现了 La、Ce、Pr、Nd四种元素的基线分离。(4)以色谱硅胶HP@Amino为固相支撑材料,制备硅胶颗粒HP@DODGA,填充高效液相色谱柱并建立对15种稀土元素的分析方法。HP@DODGA材料中,DODGA配体键合量为219μmol·g-1,可在90 min内实现对稀土元素的充分吸附,吸附量为106.12 mg·g-1。HP@DODGA对16种稀土元素的吸附动力学数据符合准二级动力学模型,吸附等温线数符合Langmuir等温线模型,吸附过程为均质表面的单层化学吸附。采用HP@DODGA硅胶颗粒填充高效液相色谱柱(id 4.6mm ×25 mm,10μm),以偶氮胂Ⅲ为柱后衍生剂,搭建液相色谱分离系统。优化偶氮胂Ⅲ显色条件,考察50~150 mmol·L-1浓度2-羟基异丁酸(HIBA)水溶液-甲醇体系梯度洗脱条件。以80mmol·L-1 HIBA-甲醇为流动相梯度洗脱,实现15种稀土元素的基线分离,建立对15种稀土元素的液相色谱分析方法。在10~250 mg·L-1范围,线性相关系数大于0.9,回收率在85.7%~96.7%之间,并应用于实际矿产样品中稀土元素的定量分析,与ICP-MS检测结果一致。
高小青[5](2020)在《ZSM-5硅铝分子筛对废水中U(Ⅵ)、Eu(Ⅲ)、Pb(Ⅱ)和Cs(Ⅰ)的吸附行为研究》文中提出随着核能的快速发展和广泛应用,大量放射性废水随之产生,如何对其进行有效处理备受关注。本论文在前期文献调研的基础上,系统研究了被广泛应用于工业催化领域的ZSM-5硅铝分子筛对四种不同价态元素U(Ⅵ)、Eu(Ⅲ)、Pb(Ⅱ)和Cs(Ⅰ)的吸附行为,探讨了吸附动力学及其它因素如溶液p H、吸附质浓度、离子强度、温度、吸附剂浓度、共存离子等对上述目标元素在ZSM-5硅铝分子筛上的吸附影响,同时结合谱学及相关表征手段,对吸附机理进行了探讨。此外,为实现放射性核素的回收再利用,对吸附在ZSM-5硅铝分子筛上的上述目标元素离子进行了解吸附研究,在此基础上提出了废水中目标放射性核素的去除方法。(1)采用多种表征手段,对ZSM-5硅铝分子筛的表面形貌、酸碱性质、元素组成、热稳定性等诸多方面进行了系统研究,得到该材料的可能物相组成为Al2O3·54Si O2和Na2Al1.9Si94.1O192,比表面积为379.4 m2/g,零点电荷(p Hpzc)为2.40±0.05,材料的热稳定性良好。(2)实验条件下U(Ⅵ)、Eu(Ⅲ)、Pb(Ⅱ)和Cs(Ⅰ)在ZSM-5硅铝分子筛上的吸附速率均比较快,在4小时之内可达平衡。准二级动力学模型可以较好的解释实验数据,通过对Eu(Ⅲ)的动力学条件实验研究发现,速率常数会随体系酸度、目标元素离子浓度、环境温度等因素变化而变化,说明其为一条件常数。另外,温度对速率常数的影响较大,升高温度,吸附反应变快,且平衡吸附量增大,说明升温有利于Eu(Ⅲ)的吸附。(3)酸度对上述四种元素离子在ZSM-5硅铝分子筛上的吸附影响较大,低酸度更有利于吸附,这主要同目标元素在溶液中的形态分布和分子筛表面的酸碱性质有关。在高酸度下,四种目标元素均以阳离子形式存在,此时分子筛表面带正电荷,使得金属阳离子较难到达分子筛表面而发生吸附,因此吸附效果较差。(4)体系共存阳离子对上述四种元素离子的吸附影响不同,其中U(Ⅵ)和Eu(Ⅲ)在常见阳离子Na+,K+,Ca2+和Mg2+与其浓度相比过量1×105倍和1×106的情况下在ZSM-5硅铝分子筛上仍有较好的吸附效果,离子强度变化(0.001~0.5 mol/L Na Cl)对U(Ⅵ)和Eu(Ⅲ)的吸附影响不大,表明U(Ⅵ)和Eu(Ⅲ)与分子筛表面活性位点之间形成内层表面配合物。而Pb(Ⅱ)和Cs(Ⅰ)受共存离子的影响较大,相比较而言,二价比一价离子对Pb(Ⅱ)和Cs(Ⅰ)的吸附影响更大,同种离子浓度越高,对吸附影响越大,表明存在离子交换过程。(5)室温条件下中性溶液(p H=6~8)中的U(Ⅵ)、Eu(Ⅲ)、Pb(Ⅱ)和Cs(Ⅰ)均可被ZSM-5硅铝分子筛有效富集。通过1 mol/L CH3COOH可有效解吸分子筛上的U(Ⅵ),1 mol/L Na2CO3可实现Eu(Ⅲ)的定量回收,1 mol/L HCl可解吸ZSM-5硅铝分子筛上的Pb(Ⅱ),1 mol/L HNO3可对Cs(Ⅰ)进行回收。(6)通过对吸附U(Ⅵ)、Eu(Ⅲ)、Pb(Ⅱ)和Cs(Ⅰ)后的材料表征发现,ZSM-5硅铝分子筛吸附上述四种元素离子后其基本结构未发生明显变化。U-O键、Eu-O键和Pb-O键的形成表明目标元素与分子筛表面活性位点之间以化学键的形式连接,结合离子强度及共存离子的影响实验,推测U(Ⅵ)和Eu(Ⅲ)与分子筛表面活性位点之间可能形成内层表面配合物,Pb(Ⅱ)则为表面配位和离子交换的共同作用,Cs(Ⅰ)与ZSM-5硅铝分子筛主要通过离子交换机理进行吸附。(7)作为一种成本低廉、易得的材料,ZSM-5硅铝分子筛除具有良好的催化性能外,中性条件下其对U(Ⅵ)、Eu(Ⅲ)、Pb(Ⅱ)和Cs(Ⅰ)均有较好的吸附效果。材料对上述目标元素离子的高效吸附保证了在复杂组分的废水中能够实现U(Ⅵ)、Eu(Ⅲ)、Pb(Ⅱ)和Cs(Ⅰ)的有效富集。因此,ZSM-5硅铝分子筛在放射性废水的处理方面具有潜在的应用价值。
黄平[6](2020)在《大功率LED用荧光玻璃/陶瓷的制备及性能研究》文中认为作为固态照明技术中的关键材料,荧光转换材料的主要作用是吸收芯片的激发光并将其转换为其他可见光,其性能直接决定了固态照明器件的显色指数、流明效率和可靠性等性能。目前应用最广泛的荧光转换材料是硅胶/环氧树脂封装黄色荧光粉得到的有机复合材料,将其与蓝光芯片组装得到白光LED。随着白光LED不断向大功率、集成化方向发展,有机封装材料在高温下散热差、容易发黄老化的缺点日益凸显。为了解决照明灯具使用过程中色坐标漂移、寿命缩短等问题,亟需寻找一种热稳定性好、光转换效率高和导热性能优异的荧光转换材料,因此热稳定性好、热导率高的玻璃/陶瓷材料成为荧光转换材料的理想基质。虽然近年来荧光玻璃/陶瓷的研究取得了重大进展,但是这种无机荧光转换材料一直未得到大规模应用。这是因为红色荧光粉的稳定性低,难以利用现有制备技术得到高性能复合红色荧光粉的荧光玻璃/陶瓷材料,使得白光LED存在显色指数低、色温高的问题。此外,由于存在第二相(荧光粉)和晶界,采用陶瓷封装荧光粉制备出的荧光陶瓷透过率极低,无法用于制备透过模式发光器件。针对上述问题,本文采用比表面积大、烧结活性高的介孔粉体和商用荧光粉为原料,利用放电等离子体烧结(SPS)技术,在较低的烧结温度下、极短的烧结时间内制备了荧光转换效率高且光谱可调控的荧光玻璃和荧光陶瓷材料。与蓝光芯片组装后得到了高显指、高流明效率的白光LED,并且率先实现了荧光粉复合荧光陶瓷与蓝光芯片组合的透过式发光模式。主要研究内容如下:(1)复合红色荧光粉荧光玻璃的制备:首先利用水热法制备具有三维笼型孔道的介孔二氧化硅粉体(FDU-12),将其与商用氮化物红色荧光粉(CaAlSiN3:Eu2+)混合,利用SPS技术在950?C下制备得到高性能的红色荧光玻璃。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见光谱仪(UV-Vis)、荧光光谱仪(PL)等表征手段,探索了荧光粉的尺寸、含量以及烧结制度等因素对复合红色荧光粉发光玻璃的微观形貌、结晶形态以及发光性能的影响,明确了二氧化硅基复合红色荧光玻璃的最佳制备工艺。研究发现,CASN:Eu2+红色荧光粉复合玻璃后其微观形貌和内部Eu2+的配位环境均未发生明显变化,与玻璃基体之间界限清晰,无明显界面反应。此外,所制备复合红色荧光粉发光玻璃在蓝光激发下发射出600 nm的红光,与荧光粉的发射峰基本相同。这是因为本文采用SPS技术制备荧光玻璃的过程不经历熔融、烧结温度低(950?C)和制备时间短(10 min),能够有效避免红色荧光粉与玻璃基质反应和发生热猝灭的问题,最大限度的保留了红色荧光粉的发光性能,最终得到光转换效率高的复合红色荧光粉发光玻璃。(2)复合多种荧光粉发光玻璃的制备:为解决基于YAG:Ce荧光材料组装的白光LED显色指数低和色温高的问题,以FDU-12为基体原料,利用SPS技术分别将红色荧光粉CASN:Eu2+、黄色荧光粉YAG:Ce3+和绿色荧光粉LuAG:Ce3+封装进二氧化硅玻璃,制备了一系列高显指荧光玻璃:a)黄&红色复合荧光玻璃;b)绿&红色复合荧光玻璃;c)绿&红色双层荧光玻璃。通过XRD、SEM、PL、激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)、激光热导仪等测试仪器对复合多种荧光粉发光玻璃的物相组成、微观结构、发光性能及热导率进行了深入分析。研究结果表明,荧光粉在玻璃基体中均匀弥散分布,微观形貌未受到破坏,且不同荧光粉的发光特性均得到了有效保护。同时,通过改变不同荧光粉的含量和玻璃的厚度,可灵活调控荧光玻璃的发光性能,最终组装得到的白光LED显示出可调节的色度。此外,一步法制备的双层荧光玻璃层与层之间界限清晰,结合紧密无裂纹,荧光粉在各自的分层内均匀分布,通过与蓝光芯片组装白光LED,其发光性能得到显着提升。(3)羟基磷灰石(HA)透明陶瓷的制备:为了进一步提高流明效率,在制备荧光玻璃的基础上,本文从折射率匹配的角度出发,选择HA透明陶瓷作为荧光粉的封装材料。首先合成了具有沿轴向生长的棒状介孔HA粉体,利用SPS技术在850?C下制备得到了致密HA透明陶瓷。通过XRD、TEM、SEM、UV-Vis、维氏硬度等表征手段研究了HA粉体及陶瓷块体的物相组成、微观形貌及光学、力学性能,并确定了高透过率HA陶瓷的制备工艺。研究结果表明,合成的介孔HA纳米棒具有高比表面积和高烧结活性,在850?C烧结制备出完全致密的HA陶瓷(致密度~100%),平均晶粒尺寸为100 nm。更为重要的是,本文利用HA纳米棒的高长径比和HA晶粒各晶面间的生长速率差,借助SPS烧结压力,实现了晶粒取向生长。利用这种类似纳米波片的机制有效消除了HA陶瓷内的双折射,最终得到了在可见光区域最大透过率高达88%(理论透过率89%)的HA透明陶瓷。(4)羟基磷灰石基荧光陶瓷的制备:在制备高透明HA陶瓷的基础上,采用介孔HA纳米棒和YAG:Ce荧光粉为原料,利用SPS技术在850?C的低温下制备得到透明的HA-YAG:Ce荧光陶瓷。利用不同测试仪器如XRD、XPS、TEM、SEM、PL、LSCM、维氏硬度仪、激光热导仪等探究了HA基荧光陶瓷的物相组成、显微结构、荧光性能、力学性能、热导率等随复合荧光粉含量的变化规律。研究发现,得益于HA陶瓷基体较低的烧结温度、纳米波片结构以及基体与荧光粉之间相匹配的折射率,HA基荧光陶瓷很好地保留了YAG:Ce荧光粉的发光特性,其量子产率达到原始荧光粉的90%。利用调控HA晶粒尺寸产生Rayleigh散射,显着增加了入射光利用率,从而大幅提高了HA-YAG:Ce荧光陶瓷的光转换效率,组装得到的白光LED流明效率高达170 lm·W-1。最后,采用HA-YAG:Ce荧光陶瓷作为外层,HA-CASN:Eu红色荧光陶瓷作为内层,一步烧结制备了多层复合的黄&红色荧光陶瓷,与蓝光芯片组装白光LED,显色指数增加了20%。
张格平[7](2020)在《含π-共轭结构两亲分子的制备、自组装行为与性能研究》文中认为结构新颖的两亲分子,尤其是含π共轭结构的两亲分子,是胶体与界面化学研究的热点。由于π共轭结构具有刚性,分子间存在较强的π-π相互作用和范德华力,含π共轭结构两亲分子的自组装显示出与传统柔性烷基链两亲分子截然不同的规律。更重要的是,π共轭结构的存在,能够赋予聚集体独特的功能,典型的如光致发光。这类两亲分子中的π共轭结构,既可以是萘、蒽和芘富电子的共轭基团,也可以是萘二酰亚胺、芘二酰亚胺缺电子基团,甚至近年来,尺寸更大的π共轭结构和一些高聚或者寡聚π共轭结构,也被引入两亲分子中共轭两亲分子由于独特的荧光与组装性能,在材料应用领域受到了人们的广泛关注,可以通过组装形成具有光电功能的液晶材料和纳米器件,以及形成囊泡等运载体单元。此外,在新型半导体材料与荧光探针和生物检测等领域都具有十分重要的应用。一般来说,随着共轭结构的增大,分子的荧光光谱会出现红移,其荧光强度与量子产率会显着提高,有利于在光电材料领域的应用。更大的共轭结构会导致严重的π-π堆积效应,带来极差的溶解性,极大限制了这类分子在溶剂中自组装,以及其他领域的应用。在π-共轭结构上接入烷基链与烷氧链等疏水或亲水基团,构筑两亲分子,可以提高该类分子的溶解性,并使其具有优异的自组装能力。研究发现,以支化烷基构筑的两亲分子,比传统的直链基团两亲分子具有更加优异的性能。含有支化烷基的π-共轭结构两亲分子具有更高的溶解性与亲疏水性,在溶剂中更易形成不同聚集体结构。此外,非对称支化烷基链带来的不对称效应,可以打破了分子之间的规整排布,使这类分子的熔点大大降低。该类具有较强π-π堆积作用的分子,也具有形成室温液体的可能。综合含有π-共轭结构的两亲分子的研究工作,本论文提出了对新型π-共轭两亲分子结构的设计:即采用不同单元的共轭头基,在其中引入咪唑阳离子,并在咪唑阳离子上修饰有不同长度的支化烷基链,这类离子化合物的性质也可以通过对其阴离子种类的变化来调节。由于支化烷基链的存在,该类共轭两亲分子易制备获得室温下的发光离子液体。本论文共分七章,主要研究了含π-共轭结构的两亲离子化合物在无溶剂状态下以及溶剂中的超分子自组装行为,并对组装材料在光电领域的应用进行了初步的探索。第一章,绪论,介绍了共轭两亲分子的结构设计合成,以及在胶体化学、纳米科学、软物质材料和超分子自组装领域的发展背景。总结了含π-共轭结构的两亲分子在无溶剂条件下的超分子自组装行为,包括分子离子流体与液晶材料;在各类溶剂环境中的超分子自组装行为,包括囊泡、纳米颗粒等微纳尺度的聚集体,以及凝胶、组装薄膜材料。阐述了这些材料在检测,光电材料以及其它领域的研究动态和应用前景。最后叙述了论文的选题依据、研究内容与意义。第二章,以萘甲酰胺为头基的离子液体作为研究对象,在结构上,一端带有发荧光的萘基团,另一端为支化烷基链,中间为正电的咪唑基团,Br-作为反离子。研究了该类离子液体与多金属氧酸盐(POM)的自组装行为,以最长支化烷基链的离子液体与钼铁氧簇{Mo72Fe30}为研究模型体系。由于咪唑阳离子与POM的静电作用,以及萘与支化烷基带来的疏水作用,离子液体与{Mo72Fe30}迅速发生相转移,得到自组装结构,亲水的正电咪唑基团在内部与{Mo72Fe30}相互作用,疏水的萘环与支化烷基分布在结构外部。这种结构与表面活性剂包覆的多金属氧酸盐(SEPs)类似,可以通过呼吸图案法在空气/水界面或者是气固界面上形成蜂窝状多孔材料。该类发光不对称离子液体构筑的蜂窝状多孔膜材料,兼具荧光特性与优良的电化学性能。同时通过构筑有机-无机杂化材料的方式,可以得到兼具两者性能的超分子组装结构。第三章,利用NaOH使三氟甲酰噻吩丙酮(tta)氢脱质子化,tta的阴离子作为稀土元素的一种常用配体,与Eu3+形成了八配位络合物。通过离子交换的方法将两亲性离子液体的反离子置换为Eu(tta)4-,得到了一系列新的发光Eu复合物,1Eu(tta)4-4Eu(tta)4。由于Eu的f-f跃迁禁阻,Eu3+在溶剂环境中不发光,Eu(tta)4-却具有极强的红色荧光。在高水含量的环境下,Eu(tta)4-的荧光会因为水分子的络合与溶剂分子的碰撞等原因被猝灭。为了避免稀土配合物离子与极性溶剂分子之间的相互作用,通过混合溶剂中自组装的方法,使1Eu(tta)4在混合溶剂中形成聚集体结构,通过内包Eu(tta)4-的方法避免其与溶剂分子之间的相互作用,达到了荧光增强的效果。第四章,利用了第二章与第三章中相同结构的离子液体,也就是极性-非极性-极性结构的低熔点离子液体(mp<-20℃)。根据分子动力学模拟结果,在无溶剂状态时,离子液体的非极性和极性部分会自发形成成双连续相,产生微观的相分离结构。当将该离子液体分散到水中时,双连续相仍然可以稳定的存在,进而形成一种自稳定的巨型组装体,我们通过实验与动力学模拟相结合,证明了该巨型组装体具有超高的胶体稳定性。第五章,将萘环替换成了萘酰亚胺基团,瞄准发光效率跟高的离子化合物,设计合成了一系列新的化合物。由于萘酰亚胺基团的高度对称性以及更强的π-π堆积作用,以Br-为反离子的这类化合物具有相对较高的熔点,不再是室温离子液体。为了得到室温离子液体,选取熔点最低的萘酰亚胺离子化合物,将反离子交换为双(三氟甲磺酰)亚胺(NTf2-)离子,得到了一种低于熔点也可以长时间保持过冷液体状态的发光离子液体。将该离子液体与不同的染料复配后,离子液体与染料可以发生FRET作用,实现单一荧光激发下的多重发射。通过调节染料的掺杂量,改变离子液体与染料之间的摩尔比,可以改变复合离子液体的荧光颜色,得到纯白光发射的离子液体。由于离子液体的高粘度与良好的粘附性,白光复合离子液体成功制备了防伪荧光墨水,以及白光发射的OLED。第六章,研究了以Br-为反离子较高熔点的萘酰亚胺离子化合物自组装行为,以及热致液晶形成与性能。在合成支化烷基链修饰化合物的同时,制备了具有相同碳链数目的直链烷基分子作为对照分子。该类离子化合物,在无溶剂状态下表现出独特的超分子自组装行为,保持了内部的有序性。含有较长支化烷基链的化合物表现出良好的热致液晶现象;直链化合物虽然表现出良好的长程有序性,在冷却过程中容易产生过冷的无定型态固体。基于这一类分子的特殊结构,将其负载在石英基底上,测定了其三阶非线性光学参数,结果表明这几种化合物均表现出良好的反饱和吸收现象。具有良好非线性光学特征的有机分子需要具备较大的D-π-A结构,才能创造较大的非对称离域π电子系统,结果表明:所合成的具有Alkyl-π-A化合物,同样具有良好的三阶非线性吸收能力,在光限幅材料中具有一定的应用价值,为拓宽这类非线性光学分子的结构提供了思路。第七章,改变离子化合物的共轭基团,采用萘二酰亚胺(NDI)作为共轭基团,通过酰亚胺键修饰两个咪唑基团,在咪唑季铵化的过程中,由于咪唑N原子与卤代烃的反应活性较低,可以分别得到一取代与二取代的季铵化产物。结果表明:一取代的长链支化烷基化合物可以在混合溶剂中形成稳定的凝胶,由于NDI内核的存在,凝胶具有显着的光致变色特性,同时一取代不同链长的化合物固体中也发现了相同现象。经过ESR能谱分析,发现这是由于NDI在光照下产生稳定的NDI自由基所导致的,该类NDI变色凝胶对光致变色的软物质材料的发展具有一定的借鉴意义。
尚云飞[8](2020)在《Er3+掺杂氟化物核壳纳米晶的构筑与上转换性能调控研究》文中研究说明稀土掺杂氟化物上转换纳米晶体因其独特的光学性质,在光谱转换、太阳能电池、荧光显示、生物/细胞成像、传感检测、超分辨显微成像、微纳激光器等领域有着广泛的应用。尽管上转换纳米晶体具备较大的反斯托克斯位移、光稳定性好、无光漂白、检测背景低、信噪比高和组织穿透能力强等诸多优越的特点,但也存在着一些亟需解决的关键性问题。尤其是,稀土离子本身固有的窄带吸收和弱吸收的特性,导致上转换发光效率低,限制了其进一步的应用。本文以Er3+掺杂氟化物上转换体系为研究对象,针对上转换发光强度低的问题,通过宽带强吸收有机染料级联敏化体系设计、活性发光离子高浓度掺杂及浓度猝灭抑制、激发态能量限制体系设计和优化等途径,实现高效上转换纳米体系的构筑,并对其在太阳能电池、生物细胞标记和成像以及温度传感等方面的应用开展研究。构建有机染料级联敏化上转换纳米体系,拓展稀土离子的光谱响应区间,增强光子捕获能力。基于该有机-无机杂化体系的能量传递途径,通过对能量匹配性和能量传递距离的优化,筛选能与纳米颗粒有效螯合的近红外染料分子IR783,并选择与其能量较为匹配的Nd3+离子作为能量迁移离子。而后优化了敏化剂离子的掺杂浓度和掺杂位点,有效避免Nd3+离子与内核中Er3+发光离子之间的能量交叉弛豫,并缩短IR783染料分子与Nd3+离子之间的能量传递距离。最终,实现了IR783宽带、强吸收染料级联敏化Na YF4:20%Yb3+,2%Er3+@Na YF4:30%Nd3+上转换纳米体系的构筑,实现了Er3+离子发光上转换体系荧光强度11倍的增强,并获得了3.43%的量子产率。此外,通过将该宽带强吸收上转换体系与染料敏化太阳能电池的结合,使得光电转换效率实现了13.1%的增强。构建多谱带吸收高效Er3+离子敏化上转换体系,抑制高浓度掺杂时的荧光猝灭,增强吸收能力和发光强度。在Na YF4:x%Er3+纳米晶体系中,证实上转换纳米晶体的荧光猝灭主要源于激发态能量向表面猝灭中心传递,从而导致荧光的浓度猝灭。通过核壳结构外延生长的精准控制,实现了活性离子与表面猝灭中心的空间隔离。当惰性壳层的厚度增加到6 nm时,Er3+离子的最佳掺杂浓度可从10%提高到100%,且发光强度大幅度增加。在提高Er3+离子掺杂浓度的过程中,纳米晶体的发光离子中心个数及对光子的吸收能力不断增强,且上转换发光过程从激发态吸收上转换向能量传递上转换转变,发光效率得到增强。此外,通过对不同形貌的核壳结构上转换纳米晶体的光谱特性研究,发现单个纳米颗粒的荧光发射偏振特性与形貌的依赖关系,其中长径比为2时,偏振度约为0.47。构筑激发态能量限制体系,在Er3+离子敏化上转换体系(Na Er F4@Na YF4)中引入Yb3+/Tm3+/Eu3+等陷阱能级离子,实现激发态能量的束缚,抑制激发态能量向表面猝灭中心传递,在保持小尺寸(<20 nm)核壳结构的同时获得了31.1倍上转换发光强度增强。而且,通过调控陷阱能级的高低,实现Er3+离子敏化上转换体系中能量回传途径及效率的调控,从而控制红/绿光发射峰对应能级(4F9/2/2H11/2/4S3/2)上的粒子布居数,获得从红光到绿光可调(R/G:0.05~30)的荧光输出颜色。并且,通过对上转换纳米颗粒表面的靶向修饰,实现了对Hela细胞线粒体的标记成像,为其在生物医学标记、检测等领域的进一步应用打下了基础。通过双模态温度探针的构筑,实现超低温、宽范围、高灵敏度的温度传感。针对稀土离子多能级结构伴随的玻尔兹曼分布,探究了常规Yb3+/Er3+共掺杂上转换温度传感体系在150 K以下温度区间内失效的机制。发现在超低温度下,热耦合能级间距ΔE的大小将严重影响较高能级上的粒子布居数。并据此设计了双模态纳米探针,将受晶体场诱导产生小间距(ΔE≈288 cm-1)热耦合能级对的劈裂能级与其整合在一个纳米颗粒中。通过层层外延生长包覆策略,获得了超小尺寸α-Na Yb F4:Tm3+@CaF2@Na YF4:Yb3+/Er3+@CaF2多层核壳结构的纳米温度探针(~15 nm),在10-295 K的宽温度区间内,实现了高灵敏(3.06%K-1)的双模态温度传感,且该探针的温度传感不确定度极小,最低可达0.16 K。
刘传杰[9](2020)在《稀土-过渡金属掺杂硅酸盐基质荧光粉的制备及发光性能研究》文中进行了进一步梳理通过将部分合适的稀土元素和过渡金属元素作为激活剂离子以掺杂的方式合成的固体发光材料已经成为越来越重要的功能性材料,得到广泛了应用,日益为社会进步和科技发展发挥着不可磨灭的作用。在半导体照明、荧幕显示和光电探测等领域,发光材料都具有不可或缺的关键性作用,支撑着相关行业的不断发展。本文采用物理化学性质非常稳定的硅酸盐作为基体材料,通过不同价态的铕离子和锰离子分别单掺以及共掺,合成出一系列新型的无机发光材料,通过XRD、扫描电镜、激发和发射光谱等各种常规的检测表征技术对上述材料的各项性能进行了系统性研究,以下是得到的主要成果:(1)在高温下通过经典的固相反应烧结制成了新型的Eu3+掺杂Na2ZnSiO4(NZS)红光发射荧光粉。用X射线衍射对荧光粉的晶体结构进行了表征,用扫描电子显微镜(SEM)分析了晶体的微观形貌,使用荧光光谱仪表征了样品的激发光谱、发射光谱和荧光衰减曲线,研究了 NaZnSiO4:xEu3+荧光粉的发光性能。在393nm的激发下,由于反常的Eu3+的5D0→7F4能级跃迁,使荧光粉呈现出位于702nm处的强烈的红光发射,从而使荧光粉的CIE色度坐标落入到一个深红色区域,这种现象分析是激活剂离子处于高度极化的化学环境所导致。确定了 NZS:xEu的最佳Eu3+掺杂浓度为x=0.08。计算出当激活剂离子Eu3+之间的临界距离为13.36A时会发生浓度猝灭,浓度猝灭的机制可以用Eu3+离子的四极-四极相互作用来解释。Eu3+离子的荧光衰减曲线符合双指数拟合,随着Eu3+掺杂浓度在4-12mol%范围内的增加,其荧光寿命从0.67毫秒增加到1.3毫秒。Na2ZnSiO4:0.08Eu3+荧光粉的量子产率经测得可高达88.76%。本文的研究结果表明,Na2ZnSiO4:Eu3+是一种很有前景的可应用于近紫外发光二极管激发的红色荧光粉。(2)采用传统的高温固相反应方法,在900℃碳还原气氛中制备了新型无稀土绿色荧光粉Na2ZnSiO4:Mn2+。使用X射线衍射对晶体结构进行了确认,并用Rietveld方法对晶体结构信息进行了精修。研究了 Na2ZnSiO4:Mn2+荧光粉的发光性能与Mn2+浓度的关系。激发带在约359、383、427、449和467nm处的峰值分别归因于Mn2+离子从基态6A1(6S)到激发态4E(4D),4T2(4D),[4A(4G),4E(4G)],4T2(4G)和4T1(4G)的跃迁,这表明Na2ZnSiO4:Mn2+荧光粉可以受到(近)紫外和蓝光区发光二极管芯片的激发。由Mn2+的4T1(4G)→6A1(6S)跃迁所产生的峰值在约515nm处的窄发射带可以表现出强烈的绿光发射,用Tanabe-Sugano图解释了其中的发光机理。该荧光粉最佳掺杂浓度为0.5mol%,Mn2+之间发生浓度猝灭的临界距离计算为33.72 A,浓度猝灭机理可以用偶极-偶极相互作用解释。随着Mn2+掺杂浓度在0.2-0.8mol%范围内的增加,该荧光粉的寿命由7.506毫秒缩短到7.391毫秒。这些荧光粉在高温下也具有良好的热稳定性,125℃时的发射强度约为25℃时的74.9%。以上结果表明Na2ZnSiO4:Mn2+荧光粉是一种潜在的绿色发光荧光粉,可在红色/绿色/蓝色三色白光LED系统中提供绿色成分。(3)高温下采用传统的固相反应方法制备得到了在CaMgSi2O6基质中共掺Eu2+和Mn2+的荧光粉。系统地研究了这些荧光粉的晶体结构、发光特性和激活剂离子之间的能量转移。在350nm激发下,CaMgSi2O6:Eu2+,Mn2+荧光粉具有240~420nm的宽激发带以及445nm和675nm处的两个宽发射带,分别归因于Eu2+的4f-5d跃迁和Mn2+的4T1→6A1跃迁。用浓度猝灭方法计算了能量转移的临界距离,证明了 Eu2+与Mn2+离子的能量转移机制是偶极-偶极相互作用。通过适当改变Eu2+/Mn2+的比例,可以将颜色坐标从蓝色(0.204,0.093)调到紫红色(0.265,0.123)。
牛智伟[10](2020)在《铀与环境典型矿物的吸附/共沉淀研究》文中提出放射性核素在环境中的分布、迁移和转化直接影响其环境风险和生态毒性。在地质环境中,放射性核素可发生吸附-解吸、沉淀-溶解、氧化-还原等复杂的物理、化学以及生化反应,从而使放射性核素的地球化学行为变得复杂,为准确描述和预测放射性核素的环境行为带来较大挑战。地质介质组成复杂,其组分对放射性核素的吸附和阻滞能力具有显着差异。对放射性核素有较强阻滞能力的典型介质,如富钛相、方解石、云母矿物等,能够对放射性核素富集、迁移、转化、归趋等环境行为起到至关重要的主控作用。然而,这些典型介质与放射性核素的相互作用机制仍不清晰,一方面,放射性核素除吸附作用之外,仍可通过其他方式与介质发生作用;另一方面,放射性核素与环境介质作用,会对环境介质的结构和性质产生影响。因此,深入研究环境典型介质与放射性核素的相互作用和微观机制,可为构建可准确描述和预测放射性核素环境行为的模型提供最直接的理论支撑,对于深入讨论放射性核素的地球化学行为和环境风险具有重要的指导意义,而且对于放射性废物地质处置安全评价具有现实意义。本论文主要研究典型放射性元素铀在典型环境介质(TiO2、方解石和黑云母)上的吸附行为和微观机制,探讨广泛环境条件下(酸度、盐度、温度、共存离子和共存配体等)U(VI)的吸附规律,借助光谱技术从分子尺度上探讨U(VI)在典型环境介质表面的吸附/共沉淀行为和微观机制,获得铀的吸附规律、赋存状态、微观结构、以及环境介质本身的结构变化信息,以期更加全面深入地认识铀的环境行为和主控因素,为铀的地球化学模型的构建提供依据,为放射性污染治理、安全处置和安全评价提供解决策略。环境介质中的富钛相对放射性核素的吸附具有突出的富集作用,第二章采用批式法和光谱技术对U(VI)在锐钛矿(TiO2)上的吸附行为进行详细研究,考察了平衡时间、pH、固液比、共存离子、胡敏酸(HA)及温度对U(VI)在TiO2上吸附行为的影响。实验结果表明,U(VI)在TiO2上的吸附符合准二级动力学,且受离子强度和pH值影响显着。在低pH值时,HA促进U(VI)在TiO2上的吸附;在高pH下,HA对U(VI)的吸附有明显的抑制作用,且HA浓度越大这种促进和抑制作用越明显。吸附体系温度升高有利于U(VI)在TiO2上吸附的进行,且热力学拟合结果表明,U(VI)在TiO2上的吸附是自发吸热的过程。值得注意的是,高背景电解质浓度对U(VI)在TiO2上的吸附具有一定的促进作用,这是由于在高离子强度下,TiO2易通过(001)面发生聚集,使(101)面暴露,暴露的(101)面对U(IV)具有一定的还原作用。XPS光谱证实了U(VI)在高离子强度下可以被还原为U(IV),因此在高离子强度下,部分U(VI)在(101)面上被还原,从而促进了U(VI)在TiO2表面的吸附和还原。方解石具有较强的热力学稳定性,在近地表环境中大量存在,第三章结合批式实验和先进的光谱学方法,从分子水平上研究了方解石对U(VI)的吸附行为以及CaCO3形成过程中U(VI)的掺入对球霰石和方解石形成的调控机制,评估了U(VI)浓度和陈化时间对CaCO3从球霰石相到方解石相重结晶过程的影响。吸附等温线证实,当pH从6.5增加到10.0时,U(VI)在方解石上的吸附量增加,在高pH条件下形成三碳酸铀酰。同时,随着U(VI)吸附量的增加,水相中Ca2+的浓度也呈线性增加,表明不同pH时U(VI)的吸附机理发生了显着变化,可能涉及离子交换和表面络合作用,U(VI)-碳酸盐物种可能进入方解石晶格代替了Ca原子的位置。U(VI)-CaCO3共沉淀研究发现,在共沉淀过程中U(VI)的去除速率在最开始的200 h内随着陈化时间的增长而逐渐下降,陈化时间超过200 h时则显着增大,这与共沉淀过程中Ca(II)浓度的变化趋势一致。并且通过扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD),X射线吸收近边缘结构(XANES)和傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)分析证实,U(VI)掺入CaCO3的晶格至少经历了三个阶段:球霰石、球霰石/方解石过渡、以及方解石阶段。此外,随着U(VI)浓度的增加,从球霰石到方解石的转变需要更长的时间,且过渡态存在的时间也越长,这表明U(VI)的存在可以稳定球霰石相,增长其稳定存在的时间。延伸X射线吸收精细结构(EXAFS)则证实,在U(VI)掺入CaCO3的过程中,铀酰的局部结构发生了变化,U(VI)的种态与碳酸铀酰类似,但与方解石中高pH范围内U(VI)的主要水相物种三碳酸铀酰不同。花岗岩体系中黑云母对放射性核素的富集和阻滞具有突出的作用,第四章研究了黑云母对U(VI)的吸附作用,探讨了酸度、离子强度、温度、有机质等环境因素对U(VI)吸附的影响,借助X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FT-IR)和延伸X射线吸收精细结构(EXAFS)深入讨论了U(VI)在黑云母上吸附的形态和机制。结果表明,U(VI)在黑云母表面的吸附受pH影响显着,离子强度对吸附无明显影响,黑云母边位点与U(VI)形成内层配合物,层间位点对U(VI)的吸附几乎无贡献。磷酸根和胡敏酸(HA)的存在会显着促进U(VI)在黑云母表面的吸附,U(VI)与磷酸根形成表面三元配合物或表面难溶物而显着促进U(VI)的吸附,HA由于其易吸附于黑云母表面,吸附态HA为U(VI)的进一步吸附提供大量的官能团和活性位点,在表面形成三元配合物而促进吸附。高温条件有利于U(VI)在黑云母上吸附的进行。光谱结果显示,由于黑云母含铁量较高,部分U(VI)可被黑云母结构中的Fe(II)还原,在黑云母表面形成U(V)/U(IV)矿化产物或纳米团簇物。
二、Sorption Characteristics of Rare Earth Element Eu ~(3+) onto Silica-Water Interfaces Studied by Fluorescence Spectroscopy(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Sorption Characteristics of Rare Earth Element Eu ~(3+) onto Silica-Water Interfaces Studied by Fluorescence Spectroscopy(论文提纲范文)
(1)两亲分子协同构筑荧光组装体及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 两亲分子 |
1.2.1 表面活性剂 |
1.2.2 新型两亲结构 |
1.3 荧光材料 |
1.3.1 传统荧光构筑基元 |
1.3.2 新型荧光构筑基元 |
1.3.3 荧光组装体 |
1.4 基于两亲分子的荧光组装体 |
1.4.1 组装体的构筑 |
1.4.1.1 两亲分子与其他构筑基元相互作用 |
1.4.1.2 荧光两亲分子自组装 |
1.4.2 有序组装体的荧光增强原理 |
1.4.2.1 基本发光原理 |
1.4.2.2 荧光共振能量转移 |
1.4.2.3 天线效应 |
1.4.2.4 聚集诱导发光 |
1.4.3 组装体类型 |
1.4.3.1 溶液聚集体——胶束与囊泡 |
1.4.3.2 固体材料 |
1.4.3.3 软物质材料 |
1.4.3.3.1 液晶 |
1.4.3.3.2 凝胶 |
1.4.4 应用 |
1.4.4.1 荧光检测 |
1.4.4.2 LED发光器件 |
1.4.4.3 荧光成像 |
1.5 本论文的主题思想、研究内容和意义 |
参考文献 |
第二章 Eu~(3+)诱导的荧光囊泡及其用于铜离子检测 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验药品 |
2.2.2 样品制备 |
2.2.3 透射电子显微镜表征(TEM) |
2.2.4 扫描电子显微镜表征(SEM) |
2.2.5 原子力显微镜表征(AFM) |
2.2.6 动态光散射表征(DLS) |
2.2.7 光谱学表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 Eu~(3+)/POM-PPCT自组装 |
2.3.2 荧光囊泡的组装机理 |
2.3.3 荧光囊泡的荧光性质 |
2.3.4 荧光囊泡用于Cu~(2+)检测 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 溶剂作用下铜纳米簇自组装驱动的聚集诱导发光 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验药品 |
3.2.2 铜纳米簇(CuNCs)的合成 |
3.2.3 样品的制备 |
3.2.4 透射电子显微镜表征(TEM) |
3.2.5 X射线光电子能谱表征(XPS) |
3.2.6 动态光散射表征(DLS) |
3.2.7 光谱学表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 铜纳米簇的合成与表征 |
3.3.2 溶剂驱动的聚集诱导发光现象 |
3.3.3 溶剂驱动的自组装 |
3.3.4 自组装诱导发光机理解释 |
3.3.5 溶剂作用调控机理 |
3.3.6 荧光可调节性 |
3.3.7 有机溶剂的识别 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 低温比率型荧光探针用于酒精度检测 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验药品 |
4.2.2 铜纳米簇的合成 |
4.2.3 铜纳米簇与色氨酸共组装 |
4.2.4 透射电子显微镜(TEM) |
4.2.5 动态光散射表征(DLS) |
4.2.6 X射线光电子能谱表征(XPS) |
4.2.7 差式量热扫描表征 |
4.2.8 光谱学表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 铜纳米簇的合成和表征 |
4.3.2 铜纳米簇氨基酸共组装 |
4.3.3 组装机理探究 |
4.3.4 比率检测混合溶剂中的水含量 |
4.3.5 比率型荧光探针的抗冻性能 |
4.3.6 荧光探针用于酒精度测定 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 低温抗冻荧光凝胶用于阴离子检测 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验药品 |
5.2.2 凝胶制备 |
5.2.3 凝胶抗冻性质研究 |
5.2.4 透射电子显微镜表征(TEM) |
5.2.5 扫描电子显微镜表征(SEM) |
5.2.6 原子力显微镜表征(AFM) |
5.2.7 流变学表征 |
5.2.8 超低温差式扫描量热表征(DSC) |
5.2.9 X射线光电子能谱表征(XPS) |
5.2.10 谱学表征 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 凝胶的构筑及其光学性质 |
5.3.2 凝胶结构和流变学性质 |
5.3.3 凝胶形成的影响因素 |
5.3.4 凝胶的手性调控性能 |
5.3.5 凝胶自组装机理解释 |
5.3.6 荧光的抗冻性能 |
5.3.7 凝胶的多刺激响应性 |
5.3.8 检测阴离子 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
第六章 静电相互作用驱动的两亲性铜纳米簇自组装 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 实验药品 |
6.2.2 样品的制备 |
6.2.3 制备白色发光二极管(WLED) |
6.2.4 透射电子显微镜(TEM) |
6.2.5 冷冻-透射电子显微镜(Cryo-TEM) |
6.2.6 Zeta电位与粒径表征(Zeta-DLS) |
6.2.7 X射线光电子能谱表征(XPS) |
6.2.8 小角X射线表征(SAXS) |
6.2.9 表面张力测定 |
6.2.10 谱学表征 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 CuNCs/CTAX自组装 |
6.3.2 CuNCs/CTAX聚集机理 |
6.3.3 CuNCs/CTAX荧光性能 |
6.3.4 表面活性剂结构对CuNCs/CTAX荧光性质的影响 |
6.3.5 CuNCs/CTAX用于发光二极管(LED)的构筑 |
6.4 本章小结 |
参考文献 |
总结与展望 |
论文的创新点与不足之处 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表论文及获奖情况 |
附件 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(2)基于三联吡啶类配体的稀土铕荧光材料的制备及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 稀土元素 |
1.2 稀土配合物 |
1.3 基于三联吡啶类配体的稀土铕荧光材料 |
1.3.1 稀土有机-无机杂化材料 |
1.3.2 稀土凝胶材料 |
1.4 本论文设计内容 |
第2章 Eu~(3+)为中心的周期性介孔有机硅杂化材料对水溶液中Cu~(2+)的高选择性发光传感 |
2.1 引言 |
2.2 实验药品、试剂和仪器 |
2.2.1 实验药品和试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.3 材料的合成步骤 |
2.3.1 前体L-COOH-NH_2的合成 |
2.3.2 L-COOH功能化PMO材料(L-COOH-PMO)的合成 |
2.3.3 Eu(NTA)_3络合物接枝L-COOH-PMO材料的合成 |
2.3.4 发光传感实验 |
2.4 表征手段 |
2.5 结果与讨论 |
2.5.1 介孔杂化材料Eu(NTA)_3L-COOH-PMO的表征 |
2.5.2 Eu(NTA)_3L-COOH-PMO的发光特性 |
2.5.3 Cu~(2+)离子的传感 |
2.5.4 Eu(NTA)_3L-COOH-PMO的热稳定性 |
2.6 结论 |
第3章 基于三联吡啶-聚乙烯亚胺稀土配合物水凝胶对丙酮的吸附性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验药品、试剂和仪器 |
3.2.1 实验药品和试剂 |
3.2.2 实验仪器 |
3.3 中间产物2 合成步骤 |
3.3.1 中间产物1 的合成方法 |
3.3.2 中间产物2 的合成方法 |
3.3.3 PEI-Lys-TPY的合成方法 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 探究聚乙烯亚胺与PEI-Lys-TPY的性质 |
3.4.1.1 水溶液均可保持Eu~(3+)离子的发光 |
3.4.1.2 水溶液对CO_2和SO_2有响应 |
3.4.1.3 Eu~(3+)-TTA-PEI-Lys-TPY的力学测试 |
3.4.2 制备Eu~(3+)-TTA-PEI-Lys-TPY水凝胶及探究其性质 |
3.4.2.1 探究Eu~(3+)-TTA-PEI-Lys-TPY成胶温度 |
3.4.2.2 Eu~(3+)-TTA-PEI-Lys-TPY水凝胶的流变性质 |
3.4.2.3 Eu~(3+)-TTA-PEI-Lys-TPY水凝胶对丙酮的吸附实验 |
3.4.2.4 水凝胶对丙酮重复吸附实验 |
3.4.3 聚乙烯亚胺对丙酮的吸附实验 |
3.5 结论 |
结论 |
参考文献 |
研究生期间发表的论文 |
致谢 |
(3)钐离子掺杂二氧化钛和二氧化硅复合物的合成及应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 二氧化钛 |
1.1.1 二氧化钛简介 |
1.1.2 TiO_2 材料的合成方法 |
1.2 TiO_2材料光催化和光致发光的原理 |
1.3 稀土离子掺杂TiO_2材料中在发光和光催化领域的研究 |
1.3.1 Sm~(3+)和Eu~(3+)离子掺杂TiO_2 |
1.4 TiO_2-SiO_2复合物的研究现状 |
1.5 稀土元素掺杂不同形貌TiO_2-SiO_2复合物的发光和光催化性能 |
1.6 本论文研究内容和创新性 |
1.6.1 本论文的研究内容 |
1.6.2 本课题的研究创新性 |
第2章 SiO_2@TiO_2:Sm~(3+)复合材料的光致发光性能及光催化活性 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 样品的制备过程 |
2.2.4 样品表征分析 |
2.2.5 光催化活性测试 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 样品形貌表征 |
2.3.2 结构与组成 |
2.3.3 发光性质 |
2.3.4 光催化活性 |
2.4 小结 |
第3章 静电纺丝法制备的介孔TiO_2/SiO_2:Sm~(3+)复合纤维的光催化活性 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验试剂及实验仪器 |
3.2.2 样品的制备 |
3.2.3 样品表征分析 |
3.2.4 光催化性质测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 样品形貌和结构 |
3.3.2 样品光催化性质 |
3.4 小结 |
第4章 结论与展望 |
4.1 结论 |
4.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
作者简介及硕士学习期间研究成果 |
致谢 |
(4)N,N-二辛基二甘酰胺酸键合固相材料制备及分离稀土性能研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 文献综述 |
2.1 稀土元素概述 |
2.1.1 稀土元素简介 |
2.1.2 稀土资源概述 |
2.1.3 中国稀土资源分布 |
2.1.4 稀土资源的利用 |
2.2 稀土元素的提取分离方法 |
2.2.1 化学沉淀法 |
2.2.2 浊点萃取法 |
2.2.3 微生物法 |
2.2.4 溶剂萃取法 |
2.2.5 固相萃取法 |
2.3 固相萃取稀土元素研究进展 |
2.3.1 浸渍法制备固相萃取材料 |
2.3.2 化学键合制备固相萃取材料 |
2.3.3 基于酰胺荚醚官能团的稀土富集分离技术 |
2.4 本课题意义及主要研究内容 |
3 N,N-二辛基二甘酰胺酸合成、表征及其萃取性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验试剂、仪器 |
3.2.1 实验试剂 |
3.2.2 实验仪器 |
3.3 实验部分 |
3.3.1 N,N-二辛基二甘酰胺酸的合成 |
3.3.2 溶液配制 |
3.3.3 液-液萃取实验 |
3.3.4 DODGA理论计算 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 二甘醇酸酐表征 |
3.4.2 DODGA表征 |
3.4.3 稀释剂选择 |
3.4.4 水相体系选择 |
3.4.5 萃取剂浓度考察 |
3.4.6 硝酸根(NO_3~-)浓度考察 |
3.4.7 干扰离子 |
3.4.8 理论计算 |
3.5 小结 |
4 磁性介孔颗粒Fe_3O_4@mSiO_2-DODGA的合成、表征及对16种稀土元素的吸附性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料与方法 |
4.2.1 实验试剂 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 磁性材料制备 |
4.2.4 Fe_3O_4@mSiO_2-DODGA吸附稀土元素性能研究 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 Fe_3O_4@mSiO_2-DODGA表征 |
4.3.2 吸附性能影响因素考察 |
4.3.3 吸附动力学 |
4.3.4 吸附等温线 |
4.4 小结 |
5 基于N,N-二辛基二甘酰胺酸修饰硅胶颗粒(SG@DODGA)的柱层析固定相制备及16种稀土离子柱色谱分离研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验材料与方法 |
5.2.1 实验试剂 |
5.2.2 表征方法 |
5.2.3 SG@NH_2硅胶颗粒的制备 |
5.2.4 SG@DODGA硅胶颗粒的合成 |
5.2.5 柱层析研究 |
5.2.6 SG@DODGA吸附性能研究 |
5.2.7 稀土离子测定条件 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 SG@DODGA硅胶颗粒制备 |
5.3.2 材料表征 |
5.3.3 吸附性能研究 |
5.3.4 层析柱吸附研究 |
5.4 小结 |
6 N,N-二辛基二甘酰胺酸改性硅胶填料HP@DODGA分离16种稀土离子色谱行为研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 实验试剂 |
6.2.2 实验仪器 |
6.2.3 HP@DODGA制备 |
6.2.4 HP@DODGA吸附实验 |
6.2.5 色谱柱装填 |
6.2.6 HPLC系统配置 |
6.2.7 分析方法建立 |
6.2.8 分析方法应用 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 HP@DODGA表征 |
6.3.2 HP@DODGA吸附性能研究 |
6.3.3 HP@DODGA填充色谱柱分离分析稀土离子研究 |
6.3.4 分析方法建立 |
6.3.5 分析方法应用 |
6.3.6 色谱分离稀土离子材料性能比较 |
6.4 小结 |
7 结论 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
(5)ZSM-5硅铝分子筛对废水中U(Ⅵ)、Eu(Ⅲ)、Pb(Ⅱ)和Cs(Ⅰ)的吸附行为研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.1.1 核能发展与核安全 |
1.1.2 放射性废水 |
1.1.3 放射性废水的处理方法 |
1.2 吸附基本理论 |
1.2.1 常见吸附类型 |
1.2.2 影响材料吸附性能大小的因素 |
1.2.3 描述吸附行为的基本方法 |
1.2.4 吸附法处理放射性废水的研究现状 |
1.3 硅铝分子筛 |
1.3.1 硅铝分子筛的性能 |
1.3.2 硅铝分子筛的吸附应用现状 |
1.4 论文的选题依据和研究内容 |
1.4.1 选题依据 |
1.4.2 研究内容 |
1.5 参考文献 |
第二章 吸附实验及材料表征 |
2.1 实验试剂、仪器及方法 |
2.1.1 试剂与仪器 |
2.1.2 实验方法 |
2.2 ZSM-5硅铝分子筛的表征 |
2.2.1 形貌及粒径分析 |
2.2.2 N_2吸附-脱附等温线 |
2.2.3 傅里叶变换红外光谱(FT-IR) |
2.2.4 X射线粉末衍射(XRD) |
2.2.5 X-射线能谱(EDS)及TEM-mapping分析 |
2.2.6 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
2.2.7 差热-热重分析(TGA-DTA) |
2.2.8 表面电荷性质 |
2.3 本章小结 |
2.4 参考文献 |
第三章 ZSM-5 硅铝分子筛对U(Ⅵ)的吸附行为 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 吸附动力学 |
3.3.2 吸附等温线 |
3.3.3 共存阳离子的影响 |
3.3.4 体系pH的影响 |
3.3.5 吸附剂浓度的影响 |
3.3.6 解吸实验 |
3.3.7 吸附U(Ⅵ)后材料的表征分析及吸附机理探究 |
3.4 本章小结 |
3.5 参考文献 |
第四章 ZSM-5 硅铝分子筛对Eu(Ⅲ)的吸附行为 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.3 实验结果与讨论 |
4.3.1 吸附动力学 |
4.3.2 吸附等温线 |
4.3.3 共存阳离子的影响 |
4.3.4 吸附剂浓度的影响 |
4.3.5 体系pH的影响 |
4.3.6 解吸实验 |
4.3.7 吸附Eu(Ⅲ)后材料的表征分析及吸附机理探究 |
4.4 本章小结 |
4.5 参考文献 |
第五章 ZSM-5 硅铝分子筛对Pb(Ⅱ)的吸附行为 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.3 实验结果与讨论 |
5.3.1 吸附动力学 |
5.3.2 吸附等温线 |
5.3.3 共存阳离子的影响 |
5.3.4 体系pH的影响 |
5.3.5 吸附剂浓度的影响 |
5.3.6 解吸实验 |
5.3.7 吸附Pb(Ⅱ)后材料的表征分析及吸附机理探究 |
5.4 本章小结 |
5.5 参考文献 |
第六章 ZSM-5 硅铝分子筛对Cs(Ⅰ)的吸附行为 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.3 实验结果与讨论 |
6.3.1 吸附动力学 |
6.3.2 吸附等温线 |
6.3.3 共存阳离子的影响 |
6.3.4 体系pH的影响 |
6.3.5 吸附剂浓度的影响 |
6.3.6 解吸实验 |
6.3.7 吸附Cs(Ⅰ)后材料的表征分析及机理探究 |
6.4 本章小结 |
6.5 参考文献 |
第七章 总结与展望 |
7.1 主要工作总结 |
7.2 有待深入的问题 |
7.3 今后工作设想 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(6)大功率LED用荧光玻璃/陶瓷的制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 白光LED概述 |
1.1.1 白光LED的发展 |
1.1.2 白光LED的种类 |
1.2 白光LED照明的性能指标 |
1.2.1 流明效率 |
1.2.2 色坐标和色纯度 |
1.2.3 相关色温 |
1.2.4 显色指数 |
1.3 白光LED的封装技术 |
1.3.1 白光LED的封装结构 |
1.3.2 大功率白光LED用封装材料 |
1.4 大功率白光LED用光转换材料 |
1.4.1 荧光玻璃 |
1.4.2 荧光陶瓷 |
1.5 论文的设计思路及主要研究内容 |
第二章 红色荧光玻璃的制备与性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验过程 |
2.2.1 实验原料 |
2.2.2 实验设备 |
2.2.3 样品制备过程 |
2.2.4 性能测试及表征 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 玻璃原料与块体的形貌表征及性能研究 |
2.3.2 CASN:Eu~(2+)荧光玻璃的制备工艺探索及优化 |
2.3.3 CASN:Eu~(2+)荧光玻璃的微观形貌分析 |
2.3.4 CASN:Eu~(2+)荧光玻璃的物相分析 |
2.3.5 CASN:Eu~(2+)荧光玻璃的发光特性 |
2.3.6 CASN:Eu~(2+)复合荧光粉质量分数的影响 |
2.3.7 LED封装及性能测试 |
2.4 小结 |
第三章 多种荧光粉复合荧光玻璃的制备及高显指白光LED的组装 |
3.1 引言 |
3.2 实验过程 |
3.2.1 实验原料 |
3.2.2 实验设备 |
3.2.3 样品制备过程 |
3.2.4 性能测试与表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 单色荧光玻璃 |
3.3.2 黄&红色复合荧光玻璃 |
3.3.3 绿&红色复合荧光玻璃 |
3.3.4 绿&红色双层荧光玻璃 |
3.4 小结 |
第四章 高可见光透过率复合荧光陶瓷基体的设计与制备 |
4.1 引言 |
4.2 实验过程 |
4.2.1 实验原料 |
4.2.2 实验设备 |
4.2.3 样品制备过程 |
4.2.4 性能测试与表征 |
4.3 结果讨论与分析 |
4.3.1 HA纳米粉的生长机理及微观形貌 |
4.3.2 HA透明陶瓷的物相及微观形貌分析 |
4.3.3 介孔粉体尺寸对HA陶瓷的影响 |
4.3.4 轴向压力对HA陶瓷性能的影响 |
4.3.5 制备温度对HA陶瓷性能的影响 |
4.3.6 晶粒取向对HA陶瓷透过率的影响 |
4.4 小结 |
第五章 羟基磷灰石基荧光陶瓷的制备及性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 实验过程 |
5.2.1 实验原料 |
5.2.2 实验设备 |
5.2.3 样品制备过程 |
5.2.4 性能测试与表征 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 HA-YAG:Ce复合荧光陶瓷的形貌分析 |
5.3.2 HA-YAG:Ce复合荧光陶瓷的透过率及物相分析 |
5.3.3 HA-YAG:Ce复合荧光陶瓷的光学性能 |
5.3.4 HA-YAG:Ce复合荧光陶瓷的机械性能 |
5.3.5 HA-YAG:Ce复合荧光陶瓷组装白光LED |
5.3.6 多层复合荧光陶瓷 |
5.4 小结 |
第六章 总结和展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文 |
已授权专利 |
致谢 |
(7)含π-共轭结构两亲分子的制备、自组装行为与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 自组装 |
1.2 两亲分子 |
1.2.1 表面活性剂 |
1.2.2 π-共轭两亲分子 |
1.3 π-共轭两亲分子在无溶剂条件下的聚集行为 |
1.3.1 π-共轭发光分子流体 |
1.3.2 π-共轭离子液体 |
1.3.3 π-共轭两亲分子形成的液晶材料 |
1.4 π-共轭两亲分子在溶剂中的聚集行为 |
1.4.1 π-共轭两亲分子形成的纳米聚集体 |
1.4.2 π-共轭两亲分子形成的有序功能材料 |
1.5 π-共轭两亲分子在聚集结构中的相互作用 |
1.5.1 聚集诱导发光与聚集诱导猝灭 |
1.5.2 π-共轭两亲分子的J聚集与H聚集 |
1.5.3 共轭供体与受体基团间的电子转移效应 |
1.5.4 共轭基团之间的能量转移 |
1.6 π-共轭两亲分子组装结构的应用 |
1.7 论文的立题思想、研究内容和意义 |
参考文献 |
第二章 萘基离子液体在无溶剂条件下与水溶液中的自组装行为 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验药品 |
2.2.2 溶解度测试 |
2.2.3 表面张力测试 |
2.2.4 电导率测试 |
2.2.5 聚集体的形貌表征 |
2.2.6 分子动力学模拟 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 无溶剂状态下离子液体的自组装行为 |
2.3.2 离子液体的表面活性 |
2.3.3 水溶液环境下离子液体的自组装行为 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 萘基离子液体与多金属氧酸盐构筑的功能化蜂窝状多孔膜 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验药品 |
3.2.2 多金属氧酸盐(POM)的合成 |
3.2.3 蜂窝状多孔膜的构筑 |
3.2.4 蜂窝状多孔膜的表征方法 |
3.2.5 蜂窝状多孔膜的循环伏安曲线测试与电沉积金纳米颗粒 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1. SEPs与蜂窝状有序多孔结构的形成机理 |
3.3.2. 蜂窝状有序多孔结构的形貌表征 |
3.3.3. 蜂窝状有序多孔结构的影响因素 |
3.3.4. 蜂窝状有序多孔结构与{Mo_(72)Fe_(30)}@IL1的谱学表征 |
3.3.5. 蜂窝状多孔膜的电化学功能与模板应用 |
3.3.6. 其它钼多金属氧酸盐与IL1形成的蜂窝状多孔膜的探究与表征 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 萘基离子液体-稀土配合物复合物的可控自组装 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验药品 |
4.2.2 Eu (Ⅲ)复合物的合成 |
4.2.3 在混合溶剂中制备1Eu(tta)_4聚集体的方法 |
4.2.4 测试与表征方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 Eu (Ⅲ)复合物的成分表征 |
4.3.2 Eu (Ⅲ)复合物的外观形态与热分析表征 |
4.3.3 Eu (Ⅲ)复合物的XRD表征 |
4.3.4 1Eu(tta)_4在乙醇/水混合溶剂中形成聚集体的光谱学表征 |
4.3.5 1Eu(tta)_4在乙醇/水混合溶剂中形成聚集体的粒径统计与zeta电势表征 |
4.3.6 1Eu(tta)_4在乙醇/水混合溶剂中形成聚集体的形貌表征与结构 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 萘酰亚胺离子液体,一种用于光捕获的软物质材料 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验药品 |
5.2.2 测试与表征方法 |
5.2.3 复合离子液体负载的LED的制备与测试方法 |
5.2.4 萘酰亚胺离子液体及其衍生物的合成方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 离子液体的结构对其热分析性质的影响 |
5.3.2 离子液体的流变学性质研究 |
5.3.3 离子液体在稀溶液与无溶剂状态下的光谱学性能研究 |
5.3.4 离子液体与染料的FRET效应与其理论研究 |
5.3.5 离子液体的结构对其荧光性能的影响 |
5.3.6 染料掺杂的复合离子液体的荧光可调性与其应用 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
第六章 萘酰亚胺液晶材料在非线性光学中的应用 |
6.1 引言 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 实验药品 |
6.2.2 测试与表征方法 |
6.2.3 液晶化合物的非线性光学测试方法 |
6.2.4 液晶化合物的合成 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 共轭离子化合物的结构对其热致相变的影响 |
6.3.2 共轭离子化合物液晶行为与自组装结构的分析 |
6.3.3 液晶化合物的非线性光学性质的测试分析 |
6.4 本章小结 |
参考文献 |
第七章 具有光致变色性能的NDI凝胶 |
7.1 引言 |
7.2 实验部分 |
7.2.1 实验药品 |
7.2.2 测试与表征方法 |
7.2.3 NDI两亲性离子化合物的合成方法 |
7.2.4 NDI两亲分子凝胶的制备方法 |
7.3 结果与讨论 |
7.3.1 NDI两亲性化合物固体产生自由基的能力 |
7.3.2 NDI凝胶的构筑与结构表征 |
7.3.3 NDI凝胶的光致变色性能 |
7.4 本章小结 |
参考文献 |
论文的创新点与不足之处 |
致谢 |
攻读博士期间发表论文及获奖情况 |
英文论文 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(8)Er3+掺杂氟化物核壳纳米晶的构筑与上转换性能调控研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究目的和意义 |
1.2 稀土掺杂上转换发光机制 |
1.2.1 激发态吸收上转换 |
1.2.2 能量传递上转换 |
1.2.3 光子雪崩 |
1.2.4 能量迁移上转换 |
1.2.5 合作敏化上转换 |
1.2.6 交叉弛豫 |
1.3 稀土掺杂上转换纳米晶的制备及能量传递方式刻画 |
1.3.1 NaReF_4基上转换纳米晶体的制备 |
1.3.2 稀土掺杂上转换纳米体系的能量通量刻画 |
1.4 稀土掺杂上转换纳米晶体的应用 |
1.4.1 在太阳能电池光谱转换中的应用与限制 |
1.4.2 在生物标记及光遗传的研究 |
1.4.3 在传感检测中的应用及要求 |
1.4.4 在超分辨显微成像中的应用 |
1.4.5 在微纳激光器中的应用 |
1.5 本文的主要研究内容 |
第2章 实验材料与研究方法 |
2.1 实验原料与试剂 |
2.2 实验仪器与设备 |
2.3 实验方法与技术 |
2.3.1 稀土掺杂β-NaYF_4及其核壳结构上转换纳米晶体的合成方法 |
2.3.2 稀土掺杂 α-NaYbF_4及其多层核壳结构上转换纳米晶体的合成方法 |
2.3.3 稀土掺杂上转换纳米晶体的表面修饰 |
2.3.4 染料敏化太阳能电池的制备方法 |
2.4 材料测试与表征 |
2.4.1 透射电子显微镜测试 |
2.4.2 扫描电子显微镜测试 |
2.4.3 X-射线粉末衍射谱测试 |
2.4.4 上转换荧光光谱测试 |
2.4.5 太阳能电池光电性能测试 |
2.4.6 低温温度传感测试系统 |
2.4.7 激光共聚焦显微镜测试 |
第3章 高效级联敏化Er~(3+)上转换体系的优化与应用 |
3.1 引言 |
3.2 级联敏化上转换体系的优化 |
3.2.1 近红外染料与稀土离子的匹配性筛选 |
3.2.2 上转换纳米晶体核壳结构的设计和优化 |
3.2.3 有机染料级联敏化体系构筑及优化 |
3.3 级联敏化上转换体系在染料敏化太阳能电池中的应用 |
3.3.1 上转换增强层的构筑和优化 |
3.3.2 太阳能电池性能的表征与机理分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 宽带吸收Er~(3+)自敏化上转换纳米晶体的优化与设计 |
4.1 引言 |
4.2 NaYF_4:x%Er~(3+)上转换体系掺杂浓度的优化 |
4.2.1 NaYF_4:x%Er~(3+)上转换纳米颗粒的制备与表征 |
4.2.2 Er~(3+)离子敏化上转换体系浓度猝灭的原因分析 |
4.3 NaYF_4:x%Er~(3+)@NaYF_4 核壳结构的合成与浓度猝灭的抑制 |
4.3.1 不同壳层厚度NaYF_4:x%Er~(3+)@NaYF_4 核壳结构的制备 |
4.3.2 惰性壳层对Er~(3+)浓度猝灭的抑制 |
4.4 不同长径比核壳纳米结构的合成与其发射光谱偏振特性 |
4.4.1 不同长径比核壳纳米结构上转换晶体单颗粒性能表征 |
4.4.2 不同长径比上转换颗粒偏振特性表征 |
4.5 本章小结 |
第5章 高效激发态能量限制Er~(3+)敏化上转换体系的设计与应用 |
5.1 引言 |
5.2 NaErF_4:Ln~(3+)@NaYF_4 陷阱能级中心的优化设计 |
5.2.1 Yb~(3+)陷阱能级的优化 |
5.2.2 Tm~(3+)陷阱能级的优化 |
5.2.3 Eu~(3+)及其它陷阱能级的优化 |
5.3 激发态能量限制的机理研究 |
5.3.1 几种激发态能量限制体系对比 |
5.3.2 激发态能量限制体系机制分析 |
5.3.3 激发态能量限制体系理论推广 |
5.4 激发态能量限制上转换体系的细胞成像应用 |
5.4.1 激发态能量限制体系的单颗粒表征及表面修饰 |
5.4.2 激发态能量限制体系对线粒体的成像 |
5.5 本章小结 |
第6章 基于Er~(3+)的多层核壳结构超低温度纳米探针的设计构筑与应用探索 |
6.1 引言 |
6.2 Er~(3+)热耦合能级在低温温度传感中的应用 |
6.2.1 Er~(3+)温度纳米探针的性能 |
6.2.2 Er~(3+)在超低温度区间温度传感的限制 |
6.3 Tm~(3+)热耦合能级在低温区间的应用潜力 |
6.4 双模态超低温度传感纳米探针的构筑与应用 |
6.4.1 NaYbF_4:Tm~(3+)@CaF_2@NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)@CaF_2 双模态纳米探针的构筑及表征 |
6.4.2 NaYbF_4:Tm~(3+)@CaF_2@NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)@CaF_2 双模态纳米探针的温度传感应用 |
6.4.3 NaYbF_4:Tm~(3+)@CaF_2@NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)@CaF_2 双模态纳米探针的温度传感的性能分析 |
6.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(9)稀土-过渡金属掺杂硅酸盐基质荧光粉的制备及发光性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 发光材料 |
1.2.1 发光材料的定义和分类 |
1.2.2 固体发光材料的组成和机理 |
1.2.3 发光材料的应用 |
1.3 稀土和过渡金属元素的发光特性 |
1.3.1 稀土元素Eu |
1.3.2 过渡金属元素Mn |
1.4 硅酸盐基发光材料简介 |
1.4.1 硅酸盐基质材料的分类和选择 |
1.4.2 LED用硅酸盐基发光材料的研究进展 |
1.5 LED工作原理和白光LED实现方式 |
1.6 本论文目标意义和研究主要内容 |
1.7 参考文献 |
第二章 实验与表征 |
2.1 实验试剂和仪器 |
2.1.1 实验试剂 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 实验方法 |
2.3 材料表征 |
2.3.1 XRD |
2.3.2 SEM扫描电子显微镜 |
2.3.3 荧光光谱测试 |
2.3.4 色度图(CIE) |
第三章 Eu~(3+)掺杂Na_2ZnSiO_4红色荧光粉的合成与性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 样品制备与表征 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 晶体结构和相貌 |
3.3.2 发光光谱分析 |
3.3.3 荧光衰减 |
3.3.4 色度图和量子产率 |
3.4 本章小结 |
3.5 参考文献 |
第四章 Mn~(2+)离子掺杂Na_2ZnSiO_4绿色荧光粉的合成与性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 制备和表征 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 晶体结构分析 |
4.3.2 发光性能 |
4.3.3 发光机理 |
4.4 本章小结 |
4.5 参考文献 |
第五章 Eu~(2+),Mn~(2+)共掺CaMgSi_2O_6荧光粉的发光性能和能量转移 |
5.1 引言 |
5.2 制备和表征 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 晶体结构分析 |
5.3.2 CaMgSi_2O_6:xEu~(2+)发光性能 |
5.3.3 CaMgSi_2O_6:Eu~(2+),yMn~(2+)的发光性能和能量转移 |
5.4 本章小结 |
5.5 参考文献 |
第六章 全文总结 |
攻读硕士学位期间公开发表的论文 |
致谢 |
(10)铀与环境典型矿物的吸附/共沉淀研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 前言 |
1.1 铀的环境化学和地球化学 |
1.1.1 铀矿石尾矿 |
1.1.2 铀的环境化学 |
1.1.3 铀的地球化学 |
1.2 铀的处置化学 |
1.2.1 多重屏障体系 |
1.2.2 环境矿物 |
1.2.3 矿物结构 |
1.3 吸附/共沉淀理论 |
1.3.1 基本理论 |
1.3.2 分配系数 |
1.3.3 吸附等温线 |
1.3.4 吸附热力学 |
1.3.5 吸附动力学 |
1.4 吸附/共沉淀行为 |
1.4.1 二氧化钛的吸附行为 |
1.4.2 方解石的吸附/共沉淀行为 |
1.4.3 云母的吸附行为 |
1.4.4 微观机制研究方法 |
1.5 选题意义与研究内容 |
1.5.1 选题意义 |
1.5.2 研究内容 |
第二章 U(VI)在TiO_2上的吸附行为研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料 |
2.2.1 实验原料和试剂 |
2.2.2 实验仪器与设备表 |
2.2.3 吸附剂(TiO_2) |
2.2.4 铀溶液的配制 |
2.2.5 TiO_2悬浊液的配制 |
2.2.6 吸附实验过程 |
2.2.7 偶氮胂Ⅲ法测定UO_2~(2+) |
2.3 实验结果与讨论 |
2.3.1 接触时间对吸附的影响 |
2.3.2 固液比对吸附的影响 |
2.3.3 pH值及铀溶液初始浓度对吸附的影响 |
2.3.4 离子强度对吸附影响 |
2.3.5 胡敏酸对吸附的影响 |
2.3.6 吸附热力学研究 |
2.3.7 不同温度下分配系数比较 |
2.4 本章小结 |
第三章 方解石对U(VI)的吸附及共沉淀研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料与实验方法 |
3.2.1 化学试剂 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 吸附实验 |
3.2.4 共沉淀实验 |
3.2.5 表征 |
3.2.6 X射线吸收光谱(XAS)测量 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 U(VI)与方解石的吸附研究 |
3.3.2 U(VI)与CaCO_3的共沉淀 |
3.3.3 XANES和ATR-FTIR分析 |
3.3.4 掺入U(VI)之后CaCO_3的EXAFS分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 黑云母对铀的富集作用及机制 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 试剂与仪器 |
4.2.2 吸附实验 |
4.2.3 光谱样品 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 黑云母表征 |
4.3.2 U(VI)吸附动力学 |
4.3.3 pH对U(VI)吸附的影响 |
4.3.4 离子强度的影响 |
4.3.5 胡敏酸的影响 |
4.3.6 温度的影响 |
4.3.7 U(VI)在黑云母上的吸附机制 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 本工作取得的进展 |
5.2 创新之处 |
5.3 存在的问题 |
5.4 工作展望 |
参考文献 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
四、Sorption Characteristics of Rare Earth Element Eu ~(3+) onto Silica-Water Interfaces Studied by Fluorescence Spectroscopy(论文参考文献)
- [1]两亲分子协同构筑荧光组装体及性能研究[D]. 袁进. 山东大学, 2021(11)
- [2]基于三联吡啶类配体的稀土铕荧光材料的制备及其性能研究[D]. 李恒. 河北科技大学, 2021(02)
- [3]钐离子掺杂二氧化钛和二氧化硅复合物的合成及应用研究[D]. 吴侗. 吉林大学, 2021(01)
- [4]N,N-二辛基二甘酰胺酸键合固相材料制备及分离稀土性能研究[D]. 李晶瑞. 北京科技大学, 2021(02)
- [5]ZSM-5硅铝分子筛对废水中U(Ⅵ)、Eu(Ⅲ)、Pb(Ⅱ)和Cs(Ⅰ)的吸附行为研究[D]. 高小青. 兰州大学, 2020
- [6]大功率LED用荧光玻璃/陶瓷的制备及性能研究[D]. 黄平. 东华大学, 2020(01)
- [7]含π-共轭结构两亲分子的制备、自组装行为与性能研究[D]. 张格平. 山东大学, 2020(12)
- [8]Er3+掺杂氟化物核壳纳米晶的构筑与上转换性能调控研究[D]. 尚云飞. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [9]稀土-过渡金属掺杂硅酸盐基质荧光粉的制备及发光性能研究[D]. 刘传杰. 苏州大学, 2020(02)
- [10]铀与环境典型矿物的吸附/共沉淀研究[D]. 牛智伟. 兰州大学, 2020