Direct spectroscopic evidence for vanadium species in V-MCM-41 molecular sieve characterized by UV resonance Raman spectroscopy

Vanadium species in tetrahedral and octahedral coordination in V-MCM-41 molecular sieve are characterized by UV resonance Raman bands at 1070 and 930 cm(-1) respectively.

稀土(Er, Nd, Yb, Pr, Ho, Sm)有机/无机杂化材料的制备及发光性能研究

目前，国内外对于铕和铽等稀土配合物的可见区发光和应用都有大量研究，但对具有近红外发光（800-1700 nm）性能的稀土配合物的研究还处于起步阶段。由于稀土的近红外发光在光纤通讯、激光系统及诊断学等方面应用具有特殊的优点，越来越引起人们的兴趣和重视。 稀土近红外发光配合物的致命弱点是其光、热和化学稳定性较差，从而限制了其在很多领域的实际应用。而溶胶－凝胶材料和介孔材料具有良好的光、热和化学稳定性，能改善客体分子的结构环境和化学微环境，从而能有效提高客体分子的发光性能。因此，本论文将具有优良近红外发光性能的稀土配合物分别与上述两种基质复合，从实验和理论研究稀土近红外发光杂化材料的性能和应用价值，制备出具有良好稳定性的高效稀土近红外发光杂化材料，以期为光纤通讯、激光等领域提供潜在的候选材料。围绕这一宗旨，开展了如下工作： 通过原位技术分别得到了掺杂和嫁接[Ln(dbm)3phen]化合物（Ln = Er, Nd, Yb）的杂化凝胶材料，Ln-D-P gel和Xerogel-Ln。通过对其近红外发光性能的研究，表明材料中配体能很好的保护稀土离子，并将能量有效的传递给稀土离子。采用Judd-Ofelt理论对所得部分材料进行了光谱分析，基于实验数据和理论分析表明其具有潜在的光放大和激光应用价值。 选择了两种含全氟化烷基链的β-二酮配体Hhfth和Htfnb，通过功能化的phen-Si配体，将三元配合物[Ln(hfth)3phen] (Ln = Er, Nd, Yb, Sm)和[Pr(tfnb)3phen]成功共价嫁接到介孔MCM-41和SBA-15杂化材料中，得到的衍生材料Ln(hfth)3phen–MCM-41、Pr(tfnb)3phen–MCM-41和Ln(hfth)3phen–SBA-15、Pr(tfnb)3phen–SBA-15都保持了高度有序的介孔p6mm结构，并展现出稀土离子特征的近红外发射。所得稀土配合物功能化的材料的发射光谱能完全覆盖对光通讯极具应用价值的1300-1600nm区域。 通过对Er(dbm)3phen–M41(X, Y) (X = 1~14, Y = 3, 6, 12, 18, 24 h)材料系统的比较研究，选择了X = 12, Y = 6作为合成目标材料的优化参数，通过功能化的phen-Si配体将[Ln(dbm)3phen]配合物共价嫁接于有序介孔MCM-41和SBA-15中(Ln = Er, Nd, Yb)，所得两类材料Ln(dbm)3phenM41和Ln(dbm)3phenS15都保持了很好的介孔有序性，并具有良好的近红外发光性能。通过对Ln(dbm)3phenM41和Ln(dbm)3phenS15两类材料发光行为的比较，以及两类材料中稀土离子的含量及孔结构的分析，推出以SBA-15为载体得到的材料在相对发光强度和荧光寿命上，均比以MCM-41为载体的材料有所提高。 通过对8－羟基喹啉配体进行改性，合成了具有双功能的配体Q-Si，继而合成了共价嫁接8－羟基喹啉衍生物的介孔杂化材料Q–SBA-15，其形貌均一，并具有高度有序的介孔p6mm结构。通过配体交换反应，得到了嫁接稀土喹啉配合物的具有近红外发光性能的介孔杂化材料LnQ3–SBA-15 (Ln = Er, Nd, Yb)，其仍然保持高度有序的介孔结构，且外形呈现与母体材料Q–SBA-15相似的弯曲圆柱状。激发配体的吸收，LnQ3–SBA-15材料都分别展现出相应稀土离子特征的近红外发射，并详细分析和讨论了所得介孔杂化材料的近红外发光性能。

纳米／微米结构氧化物材料的水热合成、形貌与发光性质研究

采用水热法结合后续热处理制备了一系列纯的和稀土离子（Eu3＋，Dy3＋）掺杂的黔具有纳米／微米结构的无机氧化物材料，包括YB03、姚03、Ga203和硅基MCM一攀41介孔分子筛体系。研究了这些体系的水热产物的晶体形貌、结构以及它们的生乖～一＿长机理，并通过进一步热处理得到了保持水热产物纳米／微米结构形貌的发光材料，报道了以上各个体系材料的光致发光性能。一把姚03和Eu203粉末直接加入H3Bo3水溶液中，调节pH一1一4，在180一270夸＿少℃水热处理得到了具有vaterite结构的YBo3：Eu3＋晶体。xRD和FEsEM结果证明一扭03：E矿"晶体是由厚度小于50nm的纳米晶片构成的花状和猴头菇状的微米级晶丫体。水热温度提高时纳米晶片的厚度没有增加，形貌也不变，但是结晶度和发光一强度有所提高。pH值对纳米晶片之间的距离、角度和晶片数量有影响。pH低时，纳米晶片更多且包裹得更紧，形成了猴头菇状；而pH高时，晶片分得更开一些呈花朵状。这与pH值低时结晶成核较快较多有关。YB03：E矿＋水热和固相法样品在24Onm激发下的发光谱峰位相同。但水热样品比固相法样品具有较高的红橙比［Eu3＋：I（，D。一7F2）／I（SD。一7FI）］，增加了12一37％。在24oC下制备的花03：Eu3＋水热样品具有最大的结晶度和发光强度。报道了三种晶形调节剂对水热晶体形貌的影响结果。硝酸钻水溶液用氨水调节至pH一8一n，200oC下水热处理24小时，产物经xRD确定是单斜晶系的碱式硝酸盐叽O（0H）9困03）。FEsEM观察发现产物是一种具有几＿三叶形截面的棱柱。改变合成条件可以调节三叶形棱柱的尺寸。增加氨水量时，PH从8调到n后，棱柱直径可从微米级调节到亚微米级，即从3一5林m左右下降到200一300纳米，同时长径比也有所增加，从pH一8的5增加到pH＝n的10。调节机制可解释为较高的pH条件下结晶成核作用进行较快，形成了更多的晶核。三叶形棱柱的生长机理是、O（OH）9困03）的晶核依靠内在的趋势长成棒状纳米粒子；并通过一种直接的聚集生长，这些起始的纳米棒沿着它们横截面的径向方向快速自堆积成一种Y型结构的棒束；然后沿着棱柱轴向和平行于棱柱叶片方向的晶面同时优先生长，而垂直于叶片方向上的晶面生长得相对缓慢，导致三叶形棱I、－纳米／微米结构氧化物材料的水热合成、形貌与发光性质研究柱的形成。、经过高温相转变得到了姚03三叶形棱柱。采用同样方法可以制得姚03：E矿＋的三叶形棱柱发光粉，其光谱与固相法样品的一致。将Gacl3一HZO一NaOH体系在pH＝6一8时于180℃下水热处理得到了正交晶系的Gao0H晶体，其形貌分别是宽度在200一30Onm之间长径比约1：7的四方棱柱（pH＝6）和长径比约1：3纺锤状的纳米棒束（pH＝8）。使用HZO／DEG混合溶剂可以增加棱柱的长径比，1：Ivol时增加到1：15；1：Zvol时获得的是长达几十微米的四方棱柱纳米线6Go0OH纳米棒是从最初的胶状沉淀中成核后沿着c轴优先生长而成的。pH值的高低可导致Ga0OH晶体从四方棱柱到纳米棒束的不同形貌。DEG的存在对晶体的生长可能有两点作用：一是抑制晶核形成；二是降低晶体沿着横截面晶面的生长速度。经过高温锻烧的产物是保持着前驱体形貌的p一GaZO3晶体。254nm激发下p一GaZO3纳米棒的发射谱是从300nm到600nln的宽峰，最大值在455nln。发光的平均寿命是64ns。其蓝光发射起源于氧空位给体提供的电子和来自受体嫁空位或者嫁氧空位对的空穴之间的复合。采用相似方法制备了p一GaZO3：Dy纳米棒束，并与固相法样品对比了光谱性质的异同。将三种5102基材料：MCM一41型分子筛（直接分子筛CMS和萃取分子筛EMS）、无规颗粒（ASP）和干凝胶（SG）进行从室温到1000℃的不同温度不同时间热处理。254nm激发下，MCM一41没有发光现象。而ASP和SG系列样品随着热处理温度不同而显示不同的PL。说明ASP和SG与MCM一41有着不同的发光机理。排除了ASP和SG样品的发光中心是来自5102网络本身的结构缺陷，认为是其中所含有机物在热处理中产生的碳杂质引起。结果也表明MCM41中模板剂在热处理的碳化产物并没有引起MCM一41的PL。在365nm激发下，MCM一41与ASP、SG的PL现象大致相同。表明所有系列的样品的发光机理相同。CMS和EMS两个系列在300℃以上处理的样品的PL相似，说明模板剂的存在及其碳化并没有影响MCM一41的PL。所有系列样品在365nm激发下的PL认为是起源于5102网络中与氧相关的结构缺陷三Si一0．，而不是碳掺杂作用引起的。

用于光网络通信的Si基光子集成器件的研究

报导了可用于光网络系统终端OADM和OXC的Si基长波长量子阱窄带响应光电接收器，MOEMS和F-P TO宽频域光学滤波器，M—Z型TO光开关和MMI多路分束器以及可变光强衰减器．用应变层SiGe/Si MQW研制的RCE光电接收器响应谱半宽FWHM<6mm，外量子效率η>4．2％；采用表面微机械加工的桥式光学滤波器，当外加电压0→50V，连续可调谐范围达90nm；采用全平面工艺研制的F-P腔TO滤波器，当外加电流0→57mA时，连续可调谐范围达23nm，FWHM<0．5nm．在SOI Si基片上研制的M—ZTO波导光开关，开关时间<30μs，功耗～100mW．开关消光比-13dB和-10dB，1×4MMI多路分束器输出光场的不均衡性<0．36dB，总插入损耗6．9dB．用背向对接的MMI构成的M-Z干涉仪实现了光强的可变调最大衰减量26dB，响应时间100μs，插入损耗4．8～7dB．

Effect of support on chromium based catalysts for the oxidative dehydrogenation of C2H6 with CO2 to C2H4

The oxidative dehydrogenation of ethane (ODE) with CO2 to C2H4 has been studied over a series of Cr-based catalysts using SiO2, Al2O3, (MCM-41 zeolite) MCM-41, MgO and Silicate-2 (Si-2) as the supports. TPR, NH3-TPD, and EPR characterizations of catalysts were carried out to investigate the reduction property of Cr species on different supports, the acidities of catalysts and Cr species of 6Cr/SiO2 catalysts, respectively.