Long-term (1956-1999) dynamics of phosphorus in a shallow, subtropical Chinese lake with the possible effects of cyanobacterial blooms

This paper describes the long-term dynamics of phosphorus concentrations in both the lake water and the sediment in a subtropical Chinese lake, Lake Donghu. The total phosphorus (TP) concentration in the lake water experienced an upward trend from the 1950s, and peaked in 1983/1984, but declined obviously afterwards. From the 1950s to the 1990s, TP content in the upper 10 cm sediment of the lake increased steadily from 0.307 to 1.68 mg Pg DW-1 at Station I and from 0.151 to 0.89 mg Pg DW-1 at Station II, respectively. The TP increase in the lake water before mid-1980s was mainly attributed to the massive input of sewage P. The outbreak of cyanobacterial blooms coincided with the peaks of TP and Orthophosphate (PO4-P) in the water in mid-1980s, and the maximum TP of the water reached as high as 1.349 mg/1 at Station I and 0.757 mg/l at Station II (in 1984), respectively. The declines of TP and PO4-P in the water after mid-1980s was coincident with the disappearance of cyanobacterial bloom. (C) 2001 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Nutrient dynamics and the eutrophication of shallow lakes Kasumigaura (Japan), Donghu (PR China), and Okeechobee (USA)

We compared the nutrient dynamics of three lakes that have been heavily influenced by point and non-point source pollution and other human activities. The lakes, located in Japan (Lake Kasumigaura), People's Republic of China (Lake Donghu), and the USA (Lake Okeechobee), all are relatively large(>30 km(2)), very shallow (<4 m mean depth), and eutrophic. In all three lakes we found strong interactions among the sediments, water column, and human activities. Important processes affecting nutrient dynamics included nitrogen fixation, light limitation due to resuspended sediments, and intense grazing on algae by cultured fish. As a result of these complex interactions, simple empirical models developed to predict in-lake responses of total phosphorus and algal biomass to external nutrient loads must be used with caution. While published models may provide 'good' results, in terms of model output matching actual data, this may not be due to accurate representation of lake processes in the models. The variable nutrient dynamics that we observed among the three study lakes appears to be typical for shallow lake systems. This indicates that a greater reliance on lake-specific research may be required for effective management, and a lesser role of inter-lake generalization than is possible for deeper, dimictic lake systems. Furthermore, accurate predictions of management impacts in shallow eutrophic lakes may require the use of relatively complex deterministic modeling tools. (C) 2000 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Structure and photoluminescence studies of Pr-implanted GaN

The structure and photoluminscence (PL) properties of Pr-implanted GaN thin films have been studied. RBS/channeling technique was used to explore the damage recovery at high annealing temperature and study the dependence of the radiation damage with ion implantation direction. A complete recovery of the ion implantation damage cannot be achieved at annealing temperatures up to 1050degreesC. It is found that the channeling implantation results in the decrease of the damage. The PL experimental results indicate that the PL efficiency increases exponentially with annealing temperature up to the maximum temperature of 1050degreesC. Moreover, the PL intensity is also seriously affected by ion implantation geometries. The PL intensity for the sample implanted along channeled direction is nearly 2 times more intense than that observed from the sample implanted along random direction. The thermal quenching of PL intensity from 10 to 300K for sample annealed at 1050degreesC is only 30%. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Electrical characterization of Er- and Pr-implanted GaN films

Hall, current-voltage, and deep-level transient spectroscopy measurements were used to characterize the electrical properties of metalorganic chemical vapor deposition grown undoped, Er- and Pr-implanted GaN films. Only one deep level located at 0.270 eV below the conduction band was found in the as-grown GaN films. However, four defect levels located at 0.300, 0.188, 0.600, and 0.410 eV below the conduction band were found in the Er-implanted GaN films after annealing at 900 degrees C for 30 min, and four defect levels located at 0.280, 0.190, 0.610, and 0.390 eV below the conduction band were found in the Pr-implanted GaN films after annealing at 1050 degrees C for 30 min. The origins of the deep defect levels are discussed. (C) 2005 American Institute of Physics.

Deep level transient spectroscopy studies of Er and Pr implanted GaN films

Deep level transient spectroscopy measurements were used to characterize the electrical properties of metal organic chemical vapor deposition grown undoped, Er-implanted and Pr-implanted GaN films. Only one deep level located at 0.270 eV below the conduction band was found in the as-grown GaN films. But four defect levels located at 0.300 eV, 0.188 eV, 0.600 eV and 0.410 eV below the conduction band were found in the Er-implanted GaN films after annealing at 900 degrees C for 30 min, and four defect levels located at 0.280 eV, 0.190 eV, 0.610 eV and 0.390 eV below the conduction band were found in the Pr-implanted GaN films after annealing at 1050 degrees C for 30min. The origins of the deep defect levels are discussed. After annealing at 900 degrees C for 30min in a nitrogen flow, Er-related 1538nm luminescence peaks could be observed for the Er-implanted GaN sample. The energy-transfer and luminescence mechanism of the Er-implanted GaN film are described.

Comparative study of the structural properties of nanocrystalline Ge : H plasma deposited onto the cathode and the anode using high hydrogen dilutions

Nanocrystalline Ge:H thin films were deposited simultaneously on both electrodes of a conventional capacitively coupled reactor for plasma enhanced chemical vapor deposition using highly H-2 diluted GeH4 as the source gas. The structure of the films was investigated by Raman scattering and X-ray diffraction as a function of substrate temperature, H-2 dilution, and r.f. power. The hydrogen concentrations and bonding configurations were determined by infrared absorption spectroscopy. For anodic deposition, the preferred crystallographic orientation and film crystallinity depend rather strongly on the deposition parameters. This dependence can be explained by changing surface mobilities of adsorbed precursors due to changes in the hydrogen coverage of the growing surface. Cathodic deposition is much less sensitive to variations in the deposition parameters. It generally results in films of high crystallinity with randomly oriented crystallizes. Some possible mechanisms for these differences between anodic and cathodic deposition are discussed. (C) 1999 Elsevier Science S.A. All rights reserved.

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。

生物小分子体系稀土和钙化学形态研究

随着稀土的广泛开发和利用，稀土日益进入环境，并且相继发现稀土具有多种生物效应。稀土与生物小分子配体多元体系中稀土化学形态的研究正是考察稀土在人体内的分布、代谢和生物效应的关键，对阐明稀土对环境和人体健康的影响及作用机理具有十分重要的意义。本论文进行了如下几方面的研究，并取得了创新性结果。1 稀土与生物小分子三元体系研究 在模拟生理条件下研究了Pr~(3+)、Gd~(3+)、Tb~(3+)、Yb~(3+)四种稀土离子和Ca~(2+)、Zn~(2+)两种生物金属离子分别与以天冬氨酸或柠檬酸为第一配体、分别以水扬酸、精氨酸、丝氨酸、异亮氨酸和苏氨酸为第二配体的三元溶液体系。经计算机程度优化得到体系中所生成的物种类型并计算得到各物种的稳定常数。在所研究的十个体系中，只是在金属离子-天冬氨酸-精氨酸、金属离子—柠檬酸-水杨酸和金属离子-柠檬酸-精氨酸三个体系中生成了两种三元配合物(1111型和1112型或1113型)，其它体系只生成了一种1112型三元配合物。重稀土配合物的稳定常数比轻稀土配合物的大。稀土配合物的稳定性明显强于钙配合物，接近或大于锌配合物的稳定常数，这表明稀土对钙有强竞争配位作用，对锌也有强竞争取代作用。以上稀土与生物小分子三元体系的研究取得了重要新结果。这些结果为考察稀土在体内的代谢、生物效应以及研究稀土对生物金属离子的拮抗、协同效应提供了重要科学依据。同时该研究也是多元体系数学模型法研究的基础。2. 金属离子生物小分子多元体系的数学模型法研究（1）对稀土与钙共存于两种生物配体（柠檬酸和精氨酸、天冬氨酸和精氨酸、柠檬酸和丝氨酸、柠檬酸和异亮氨酸、天冬氨酸和苏氨酸）的五个四元体系，经COMICS程序，利用已有二、三元配合物的稳定常数进行了计算。得到了稀土和钙的各物种随pH值变化的分布图。与三元体系相比，自由金属离子和二元配合物的含量显著增加。这表明稀土和钙之间存在着明显的竞争作用。（2）用数学模型法模拟研究了金属离子与血液中羧肽酶A的活性中心的作用。确定了Zn(II)和Tb(111)与该酶活性中心各残基的结合随pH的变化情况。当血液中稀Tb(III)的浓度较小时（与Zn(II)的浓度相近），Tb(III)对该酶活性中心的Zn(II)几乎没有影响；当Tb(III)达到较高浓度时，则能够与Zn(II)竞争活性中心各残基，从而可能影响该酶的结构和活性。（3）用数学模型法研究了人体血浆中生物小分子体系（二十种配体共存）Tb(III)和Ca(11)的分布情况及Tb(III)的存在对Ca(11)化学形态的影响。结果表明大部分铽与生物小分子配体形成多种形式的配合物，三元配合物占绝对优势。钙与铽明显不同，相当一部分的钙以自由离子形式存在，同时三元配合物也是钙的主要物种形式。模拟研究还表明当铽离子的浓度达到1E-4mol/L时，铽的存在会明显影响钙离子的物种形式及分布。以上多元体系的数学模型法研究所得创新性结果对考察稀土的分布、代谢及其生物效应和阐明稀土对钙的竞争取代作用都具有十分的重要意义。并且也进一步丰富和发展了稀土的生物无机化学。

稀土在铝酸盐中发光性质的研究

分别采用溶胶凝胶方法，固相合成法，燃烧法，均相沉淀法在不同的铝酸盐中研究了稀土离子的发光性质及稀土离子之间的能量传递。并对各种方法合成的稀土铝酸盐的发光性能进行比较。全新方法——均相沉淀法合成的稀土铝酸盐既克服了传统的溶胶凝胶方法中有机碳对还原气氛的影响，又能够在较低温度下，较短的时间内合成铝酸盐，克服铝酸盐合成温度高时间长的弊病。以这种方法在750 ℃，4h即可合成发光性能较好的铝酸盐磷光体。系统的合成铝酸盐MAl_2O_4:Eu~(2+), RE~(3+) （M = Mg, Ca, Sr, Ba; RE = Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu）的发光及长余辉性质，发现Pr, Nd, Dy, Ho, Er均能够有效的延长MAl_2O_4:Eu~(2+)的发光寿命，同时增强MAl_2O_4:Eu~(2+)的发光亮度。其中以Dy, Eu共掺的铝酸盐磷光体的寿命最长。对于碱土金属，虽然同属于鳞石英结构，但其晶体结构存在明显差别：Mgl_2O_4:Eu~(2+)，RE~(3+)隶属于立方晶系，Ca Al_2O_4:Eu~(2+)，RE~(3+)和β－SrAl_2O_4:Eu~(2+)，RE~(3+)隶属于单斜晶系，Ba Al_2O_4:Eu~(2+), RE~(3+)隶属于六角晶系。所以在发光性能及长余辉性能上表现出不同的特性：Mg Al_2O_4:Eu~(2+)，RE~(3+) 和Ba Al_2O_4:Eu~(2+), RE~(3+)的发光分别为480nm, 500nm, 界于Ca Al_2O_4:Eu~(2+), RE~(3+) (436 nm)和 β－SrAl_2O_4:Eu~(2+)，RE~(3+) (520 nm)之间。而 Ca Al_2O_4:Eu~(2+)，RE~(3+)和β－SrAl_2O_4:Eu~(2+)，RE~(3+)由于同属于单斜晶系，所以其发光满足原子序数的变化规律：当某一原子取代较小的其他原子时，发光波长向短波移动。而且Ca Al_2O_4:Eu~(2+)，RE~(3+)和β－SrAl_2O_4:Eu~(2+)，RE~(3+)都具有较强的发光及余辉。发现新型长余辉发光物质碱土铝酸盐MA:Eu~(2+)，RE~(3+)，波长位于489nm，是一种发光和余辉都极强的发光材料。而且碱土铝酸盐MA:Eu~(2+)，RE~(3+)能与β－SrAl_2O_4:Eu~(2+)，RE~(3+)生成非常有效的混晶化合物，从而使其发光在489nm～520 nm的波长范围内移动而不影响化合物的发光性能。研究了SrGdAlO_4:RE~(3+) （RE = Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu）的发光现象，观察到SrGdAlO_4:RE~(3+) （RE = Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er）的特征发光，由于Tm, Yb, Lu 在可见区无吸收，所以观察不到它们的发光。讨论并研究了SrGdAlO_4:RE~(3+) 体系的Gd~(3+) → Gd~(3+)，Gd~(3+) → RE~(3+)的能量传递机理，总结了RE~(3+)对Gd~(3+)的激发能的俘获速率次序依次为： Eu ＞ Tb ＞Er ＞ Dy ＞ Sm ＞ Ho ＞ Nd，能量传递主要是通过偶极－偶极相互作用实现的。观察到SrGdAlO_4:Tb~(3+)长余辉发光。

异丁烷脱氢制备异丁烯催化剂的研究

Pt-Sn/A1_2O_3负载型双金属催化剂由于其独特的催化性能而被广泛应地用于催化重整工业当中。尽管它对于长链烷烃的脱氢取得较为理想的效果，但用于异丁烷等小分子脱氢却不够理想。Pt-Sn/Al_2O_3负载型双金属催化剂用于异丁烷脱氢，其初活性较高，但对异丁烯的选择性较低，且稳定性较差，易失活。本研究工作就是以Pt-Sn/Al_2O_3负载型双金属催化剂为基础，通过添加碱金属、稀土元素来调变其脱氢性能，一方面提高催化剂的稳定性，另一方面提高对异丁烯的选择性。本文所需要的所有催化剂均是应用传统的共浸法制得。我们首先研究了经碱金属调变的催化剂的脱氢性能。我们发现加入碱金属，尽管催化剂的初活性略有降低，但催化剂对异丁烯的选择性却明显升高，其抗积炭性能也有显著提高。在这三种碱金属当中，K的调变效果最好。我们借助于现代化的测试手段(XRD、XPS、TPR、DTA-TG)对催化剂及其积炭样品进行了表征。结果表明，所有金属组分均以高分散状态存在于载体之上，碱金属钾的加入并没有将离子态的锡还原为金属态。由于K~+是很强的电子施主，它能够减缓活性中心铂的缺电子状态(由于载体效应的存在，铂受载体的拉动效应，它往往以不同程度缺电子状态存在)，从而减缓了活性中心与烃类之间的相互作用，有利于抑制积炭的产生。我们应用DTA-TG研究催化剂的积炭样品发现，碱金属能够抑制了烃类的深度脱氢。碱金属还中和了载体表面的酸性中心，这既抑制了异构化等副反应的发生，提高了对异丁烯的选择性，又抑制了积炭反应的发生。稀土元素对Pt-Sn - K/Al_2O_3催化剂的影响比较复杂。在种稀土元素当中(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu)，Sm、Ce的调变效果较好，而Eu的调变效果最差。钐的载量不宜太多，以0.30%为宜，太多，一方面有可能将离子态的锡还原成金属态而使催化剂失活，另一方面可能会导致载体晶型有所改变而影响金属组分与载体间的相互作用。TPR结果表明，稀土元素对催化剂的强弱吸附中心的影响是不同的。弱中心上，它作为受电子体，使得铂的缺电子状态加剧，削弱了活性中心与载体之间的相互作用；在强吸附中心上，稀土元素是给电子体，减缓了活性中心铂的缺电子状态，增强了其与载体的相互作用，这两方面共同作用的结果，增强了催化剂的抗积炭能力，提高了催化剂的稳定性。由于铟与锡属于同一周期，且在周期表中处于相临的位置，因此我们考察了铟的不同载量对Pt-In/A1_2O_3催化剂脱氢性能的影响。铟载量跟锡载量相同的情况下，Pt-Sn/Al_2O_3催化剂的活性要比Pt-Sn/Al_2O_3催化剂的活性高，但其对异丁烯的选择性和抗积炭能力却要比Pt-Sn/Al_2O_3催化剂差。另外，随着铟载量的逐渐增加，催化剂的活性逐渐下降，对异丁烯的选择性逐渐升高，异构化逐渐降低。这说明铟在催化剂中起了两方面的作用。首先，它能中和载体表面的酸性中心，再者，对铂活性中心起着一种电子效应。另外我们还考察了碱金属钾对Pt-In/Al_2O_3催化剂的调变作用

杂多化合物的氧化还原性质、自组装和应用

1．利用电化学和现场紫外-可见-近红外光谱电化学的方法，系统研究了一系列过渡金属取代杂多化合物ZnW_(11)M(M = Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn)的电化学行为。所有的这些化合物都在相近的电位处表现出四对连续的基于W中心的氧化还原反应。研究表明，ZnW_(11)M中基于W中心的氧化还原反应可能反映了它那个未知的缺位阴离子ZnW_(11)的氧化还原反应。此外，电活性过渡会属取代杂多化合物ZnW_(11)M(M = Cu，Fe，Mn)还表现了过渡金属M的氧化还原反应。例如：ZnW_(11)Cu~(11)表现出Cu的沉积和溶出，ZnW_(11)Fe~(III)在正电位处有一特殊的源于Fe的氧化还原反应，ZnW_(11)Mn则发生一个氧化反应和两个还原反应。根据实验结果我们提出了一些基本的反应机理。选取HNO_2为底物考察了这一系列过渡金属取代杂多化合物的电催化性能。通过比较电催化还原电流的大小，我们可以定性地排出这一系列过渡金属取代杂多化合物对HNO_2还原反应的电催化性能的顺序（由高到低）：ZnW_(11)Cu > ZnW_(11)Co > ZnW_(11)Cr和ZnW_(11)Fe > ZnW_(11)Zn、ZnW_(11)Mn和ZnW_(11)Ni。这一系列过渡金属取代杂多化合物的电催化性能的差别，可能主要是来自于它们分子结构中所取代的过渡金属元素的影响。实验证明ZnW_(11)M对HNO_2还原反应的电催化过程中产生NO气体。2．采用末端带有电荷的烷基硫醇首先自组装在金电极表面形成前体膜，在此前体膜上成功地沉积出杂多阴离子和一种阳离子聚合物的多层膜。利用多种技术对这种多层膜进行了表征，包括紫外可见光谱法、X射线光电子能谱法、反射-吸收红外光谱法、电化学石英晶体微天平法等。而且我们把这种修饰方法推广应用于不同结构类型、不同组成的杂多阴离子和同多阴离子中去，制备了它们的多层膜。利用原位EQCM技术研究了杂多酸分子的吸附动力学行为及电化学反应过程中的离子传输特性。实验结果表明，在修饰膜的电化学反应过程中，HSO_4~-离子的迁移在膜的电荷补偿中是必不可少的。修正并发展了依据原位EQCM技术考察迁移物种特性的方法，并基于此详细分析了HPA分子在各种修饰条件下电化学反应中正常及反常的频率响应及离子迁移行为。3．首次开发出来一种新颖的多层膜成膜方法-电化学生长法，并应用于制备含杂多化合物的多层膜中。通过多种技术表征，证明了电化学生长法比文献中通用的浸泡法更优越，可以在含有支持电解质的溶液里成膜而没有其它离子竞争吸附的缺点，制备出的自组装多层膜生长更均匀、超薄且功能良好。电化学生长法可望在制备其它种类的多层膜中会有广泛的应用。同时，我们也比较了这两种多层膜对于底物BrO_3~-和HNO_2还原反应的电催化作用。特别地，我们详细考察了多层膜厚度和最外层种类对电催化反应的影响。我们发现电催化性能随着多层膜层数（厚度）的增加而增长，这意味着我们可以通过调节多层膜的层数来达到最有效的催化性能，这一点是多层膜修饰电极优越于其它类型修饰电极最突出的优点之一。此外，我们还发现QPVP-Os最外层对催化反应有着一定的阻碍作用。这些影响作用可以从多层膜中电催化剂沉积量的多少和QPVP-Os最外层的屏蔽作用得以解释。4．尽管SiW_(l2)O_(40)~(4-)不能直接吸附在裸金电极的表面形成单层膜，我们成功地在预先自组装有半胱氨的金电极上制备出来了SiW_(12)O_(40)~(4-)单层膜。但是，这种SiW_(12)O_(40)~(4-)单层膜化学修饰电极的稳定性较差。基于同阳离子聚合物QPVP-Os的静电相互作用，我们成功地制备了均匀的SiW_(l2)O_(40)~(4-)多层膜。SiW_(l2)O_(40)~(4-)多层膜CMEs对BrO_3~-，H_2O_2和HNO_2的还原表现出显著的催化效应。对HNO，还原的催化效应随着层数由l到3的增加而增强，而这种催化效应的增强却随着层数由3到7而趋于平缓。由于多层膜结构是建立在同QPVP-Os的强烈的静电作用上的，因此SiW_(12)O_(40)~(4-)多层膜CMEs比单层膜CMEs有更好的稳定性。我们主要利用电化学方法（循环伏安法，CV）、紫外可见光谱法(UV-vis)、X-射线光电子能谱法(XPS)、X-射线反射法(XR)和电化学交流阻抗法(EIS)，对这种杂多阴离子自组装多层膜的成膜过程、多层膜结构和组成进行了进一步地表征。5．通过氨阳离子自由基修饰方法，把4-氨基苯甲酸修饰到玻碳电极表面。研究了该单层膜对多种电活性分子的影响，膜的阻滞行为主要是由于静电相互作用所导致的。利用循环伏安和电化学交流阻抗法考察了4-氨基苯甲酸修饰电极对不同酸度条件下铁氰化钾的电子传递情况，并测得了它的表面pKa值大约为3.1。以修饰在玻碳电极表面的4-氨基苯甲酸单层膜为前体膜，成功地静电沉积了阳离 子聚合物QPVP-Os和多种杂多化合物组成的多层膜。采用循环伏安法详细研究了这种杂多化合物单层膜和多层膜的电化学行为，并且考察了这种复合膜对三种底物BrO_3~-,HNO_2及H_2O_2的还原反应的电催化性能。6．类似地，在4-氨基苯甲酸修饰的玻碳电极表面上，我们也成功地制备了SiW_(12)的多层膜。循环伏安、X-射线光电子能谱和X-射线反射的实验结果证明多层膜的生长非常均匀而且稳定。X-射线反射实验测定了多层膜中每个SiW_(12)/QPVP-Os双层的平均厚度为30.3A。这种复合膜对Br0_3~-，HNO_2和H_2O_2还原有明显的催化活性，并且在较大的浓度范围内催化电流与浓度具有良好的线性关系。更有意义的是，随着SiW_(12)多层膜层数的增加（固定在多层膜中催化剂量的增加），多层膜的催化能力具较大程度地提高。因此，我们可以通过合理地控制多层膜的厚度来改善其催化活性及分析测定的灵敏度，从而达到最佳的催化效能和优化出最适宜的实验条件。由于电极的稳定性较好，期望可以实际用于Br0_3~-，HNO_2和H_20_2的检测。7．采用电化学生长方法在4-氨基硫酚自组装膜修饰的金电极上，制备了包含杂多阴离子（SiMo_(11)VO_(40)~(5-)和Pr(SiMo_7W_4)O_(40)~(5-)）和阳离子聚合物PDDA的多层膜修饰电极。用循环伏安法研究了多层膜修饰电极的电化学行为。在多层膜生长过程中，我们发现Mo的第三个氧化还原峰随多层膜层数的增加显著增长，而前两个氧化还原峰增长缓慢甚至不增长，这可能是由于PDDA对Mo的前两个还原峰有一定的阻碍作用所导致的。多层膜修饰电极的峰电位随pH的增加而线性负移，表明有氢离子参与到杂多阴离子的氧化还原反应中。多层膜修饰电极对BrO_3~-和HNO_2的还原反应有良好的电催化作用，Mo的第三个还原峰峰电流与BrO_3~-的浓度都有良好的线性关系，并且催化电流随着多层膜层数的增加而增长。8．我们考察了首先通过静电沉积技术（离子键组装）成膜，然后经过后续光化学反应来制备一类含聚苯胺的基于共价键结合的多层膜。通过紫外光的辐照，膜的交联结构可由离子键型转变为共价键型。溶剂刻蚀的结果表明此种共价键合多层膜有更好的稳定性。电化学实验表明，以此种方式组装在多层膜中的聚苯胺仍保留了其电化学性质。

用电动势方法测定Pr-Al、Nd-Al体系的热力学性质和Nd-Al合金组成

本文测定了如下电池 Pr(固)|KCl-NaCl+2%PrCl_3|Pr-Al(X_(Pr) = 0.09-0.19) Pr-Al(X_(Pr) = 0.09-0.19)|KCl-NaCl+2% PrCl_3|Pr-Al(待测) Nd(固)|KCl-NaCl+2%NdCl_3|Nd-Al(X_(Nd) = 0.09-0.19) Nd-Al(X_(Nd) = 0.09-0.19)|KCl-NaCl+2%NdCl_3|Nd-Al(待测)的电动势与温度，待测合金组成的关系。温度范围是670－850 ℃，组成范围是Pr或Nd的摩尔分数从0.01到0.190。在此基础上计算了Pr-Al、Nd-Al合金熔体中各金属的活度、偏摩尔自由能、偏摩尔熵以及合金体系的摩尔混自由能、摩尔混合熵和摩尔混合焓，计算了合金相图的部分液相线温度和不同温度下PrAl_4、NdAl_4的标准生成自由能。在空气和氯气混合气氛下对电池Nd-Al(X_(dd) = 0.09-0.19)|KCl-NaCl+NdCl_3|Nd-Al(待测)的电动势与待测合金组成、电解质中NdCl_3含量的关系进行了探讨。为在电解Nd-Al合金过程中快速、近似分析合金组成提供了依据。在此基础上提出了一种快速、近似的分析方法。

用光化学方法氧化Tb~(3+)、Pr~(3+)、Ce~(3+)离子

本文内容包括Tb~(3+)、Pr~(3+)、Ce~(3+)的光氧化。研究了各种因素对氧化率或四价离子生成量的影响。在Tb~(3+)光氧化的基础上，建立了混合钇族稀土中Tb的光化学分析法及混合稀土中Tb的化学氧化分析方法。Tb~(3+)、Pr~(3+)的光氧化是开创性的工作，Tb的分析方法具有一定的应用价值。1 Ce~(3+)d HZO_3－HClO_4体系中的光氧化 用低压汞灯（254nm)、高压汞灯(366nm)和氩离子激光器(351/364nm, 458 nm, 477nm, 502 nm, 514, nm)光辐照Ce~(3+)-HZO_3-HClO_4溶液，Ce~(3+)发生光氧化反应，生成Ce(ZO_3)_4沉淀 。在低压汞灯254 nm波段可获得较高的氧化率，具它波段下的氧化率低，以低压汞灯为光源辐照。研究了温度、光强、酸度、Ce~(3+)初始浓度及辐照时间对氧化率的影响。降低酸度，选择较高的温度和较大的光强，有利于Ce~(3+)的光氧化。2 Tb~(3+)在KIO_4-KOH体系中的光氧化 用高压汞灯（366nm)光辐照Tb~(3+)-KIO_4-KOH溶液，首次实现了Tb~(3+)的光氧化。研究了碱度、络合剂浓度，Tb~(3+)初始浓度、辐照面积，光强和辐照时间等因素对Tb~(4+)生成的影响。测定了Tb(IV)/Rb(III)的氧化还原电势。适宜的KOH浓度应大于0.3M，KIO_4的浓度要比Tb~(3+)初始浓度大几个数量级。当KOH=0.6M, KIO_4=0.22M, 温度为13 ℃时。E_(Tb(IV)/Tb(III))=0.68优，生成的Tb~(4+)可溶性络离子为红棕色，最大吸收峰在420nm附近，比较稳定。3 用光氧化法分析钇族混合稀土中的Tb 根据Tb~(3+)在KIO_4-KOH体系中的光氧化反应，建立了钇族混合稀土中Tb的分光光度分析方法。在高压汞灯366nm的光辐照不无色的Tb~(3+)转变为红棕色的Tb~(4+)，其谱带的吸收峰值在420nm，其它三价钇族稀土无此反应，故无千扰，在Tb的分析浓度范围为1*10~(-5)M - 1*10~(-3)M时，符合Beer定律，Tb在钇族混合稀土中含量的分析最低限为0.2%。此方法可用于萃取钇族稀土过程中Tb的分析，方法简便快速。4 用化学氧化法分析混合稀土中的Tb 根据Tb~(3+)在KIO_4-KOH-K_2S_2O_8体系中的氧化反应，建立了混和稀土中Tb的分光光度分析方法。Tb~(3+)-KzO_4-KOH-K_2S_2O_8溶液加热，Tb~(3+)被氧化的Tb~(4+)，其颜色由无色转变为红棕色，最大吸收峰在420nm。Ce~(3+)加入KIO＿4－KOH溶液后，立即被完全氧化为Ce~(4+), Ce~(4+)在420nm也有吸收，其干扰可以在本底中排除，其它三价稀土离子在此体系中不能发生氧化反应，故无干扰。在Tb的分析浓度范围为5*10~(-5)-5*10~(-4)M时，符合Beer定律，Tb在混合稀土中含量分析的最低限为1％。此方法可用于萃取稀土过程中Tb的分析和监控，方法简便快速。5 Pr~(3+)在KZO_4－KOH体系中的光氧化用高压汞灯光辐照Pr~(3+)-KZO_4-KOH溶液，首次实现了Pr~(3+)的光氧化。生成的Pr~(4+)为棕褐色，最大吸收峰在400nm附近，稳定性较差，在水溶液中发生自还原反应。按Pr~(4+)在400nm的吸收峰值，研究了辐照时间，Pr~(3+)初始浓度，KOH浓度、KZO＿4浓度及Ce~(4+)共存时对Pr~9(4+)生成的影响。相应增加KOH及KZO＿4用量，有利于Pr~(4+)的生成，Ce~(4+)对Pr~(3+)的光氧化无所谓的“带同氧化作用”。

掺Er／Pr的GaN薄膜深能级的研究

利用深能级瞬态谱（DLTS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对GaN以及GaN掺Er／Pr的样品进行了电学和光学特性分析．研究发现未掺杂的GaN样品只在导带下0．270eV处有一个深能级；GaN注入Er经900℃，30min退火后的样品出现了四个深能级，能级位置位于导带下0．300eV，0．188eV，0．600eV和0．410eV；GaN注入Pr经1050℃，30min退火后的样品同样出现了四个深能级。能级位置位于导带下0．280eV，0．190eV，0．610eV和0．390eV；对每一个深能级的来源进行了讨论．光谱研究表明，掺Er的GaN样品经900℃，30min退火后，可以观察到Er的1538nm处的发光。而且对能量输运和发光过程进行了讨论．