Synthesis Gas Generation by Chemical-Looping Reforming Using Ce-Based Oxygen Carriers Modified with Fe, Cu, and Mn Oxides

Chemical-looping reforming (CLR) is a technology that can be used for partial oxidation and steam reforming of hydrocarbon fuels. It involves the use of a metal oxide as an oxygen carrier, which transfers oxygen from combustion air to the fuel. Composite oxygen carriers of cerium oxide added with Fe, Cu, and Mn oxides were prepared by co-precipitation and investigated in a thermogravimetric analyzer and a fixed-bed reactor using methane as fuel and air as oxidizing gas. It was revealed that the addition of transition-metal oxides into cerium oxide can improve the reactivity of the Ce-based oxygen carrier. The three kinds of mixed oxides showed high CO and H-2 selectivity at above 800 degrees C. As for the Ce-Fe-O oxygen carrier, methane was converted to synthesis gas at a H-2/CO molar ratio close to 2:1 at a temperature of 800-900 degrees C; however, the methane thermolysis reaction was found on Ce-Cu-O and Ce-Mn-O oxygen carriers at 850-900 degrees C. Among the three kinds of oxygen carriers, Ce-Fe-O presented the best performance for methane CLR. On Ce-Fe-O oxygen carriers, the CO and H-2 selectivity decreased as the Fe content increased in the carrier particles. An optimal range of the Ce/Fe molar ratio is Ce/Fe > 1 for Ce-Fe-O oxygen carriers. Scanning electron microscopy (SEM) analysis revealed that the microstructure of the Ce-Fe-O oxides was not dramatically changed before and after 20 cyclic reactions. A small amount of Fe3C was found in the reacted Ce-Fe-O oxides by X-ray diffraction (XRD) analysis.

Influence of 3A molecular sieve to tetrahydrofuran(THF) hydrate formation

Visual observation of the THF hydrate formation process in the presence of a 3A molecular sieve has been made at normal atmosphere and below a temperature of zero by microscopy. The results indicate that a 3A molecular sieve can induce the nucleation of the THF hydrate and promote the THF hydrate growth. With the existence of a 3A molecular sieve, the growth rate of THF hydrate is between 0.01 and 0.05 mu m/s. In comparison with the system without any 3A molecular sieve, the growth rate increases about 4 nm/s. After the THF hydrate grows into megacryst, the crystals will recombine and partially change under the same condition.

Synthesis of novel hexagon SnO2 nanosheets in ethanol/water solution by hydrothermal process

The novel hexagon SnO2 nanosheets are successfully synthesized in ethanol/water solution by hydrothermal process. The samples are characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared ray (IR) and transmission electron microscopy (TEM). By changing the reaction conditions, the size and the morphology can be controlled. Comparison experiments show that when the temperature increased from 140 degrees C to 180 degrees C, the edge length of the hexagon nanoparticles increases from 300-450 nm to 700-900 nm. On the other hand, by adjusting the ratios of water to ethanol from 2 to 0.5, SnO2 nanoparticles with different morphologies of triangle and sphere are obtained. When the concentration of NaOH is increased from 0.15 M to 0.30 M, a hollow ring structure can be obtained. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

稀土锰氧化物和双钙钛矿氧化物的合成及电磁性能研究

本文对钙钛矿锰氧化物La0.67Sr0.33MnO3、La0.67Sr0.33Mn1-xFexO3和双钙钛矿氧化物Sr2－xLaxMnMoO6、Sr2－xLaxMnWO6和Sr2(Ni，Co)WO6的结构、磁性和磁电阻效应进行了系统地研究。 利用溶胶-凝胶方法制得La0.67Sr0.33MnO3粉体，通过不同的烧结温度，可以对样品的微观结构进行调控。其中，晶界的状态对自旋电子的输运产生了明显的影响。900℃和1300℃烧结的样品，都出现了远低于居里温度的金属－半导体导电行为转变，表明自旋电子的传输不仅与晶粒的大小有关，而且与晶界状态密切联系。合适的烧结条件，可以得到大的，使用温区较宽的磁电阻效应。 在La0.67Sr0.33Mn1-xFexO3(0≤x≤0.2)体系中，Fe3＋的掺入没有明显改变La0.67Sr0.33MnO3的结构和晶胞参数，但却极大地降低了样品的居里温度。在x≥0.08时同样出现了低于居里温度的金属－半导体导电行为转变，这是由体系的铁磁态磁不均匀性导致的。电子顺磁共振研究表明，La0.67Sr0.33Mn1-xFexO3(0≤x≤0.20)的EPR谱中峰对峰宽（ΔHpp）在Tmin前后两种温区的线宽展宽机制不同。随着掺杂量的增加，在Tmin处的线宽逐渐变宽并且出现低场顺磁信号。x=0.20的样品，低场顺磁信号在380K左右开始衰减，与La0.67Sr0.33MnO3的顺磁信号具有类似的行为。我们利用相分离模型对系列样品的电子顺磁共振信号的变化规律进行了解释。 在Sr2－xLaxMnMoO6 (0≤x≤1)系列样品中，所有的样品都具有双钙钛矿有序结构。磁化强度、居里温度随掺杂量的增加而增大，但都存在磁受挫行为。在5T的外场下磁化强度依然没有饱和，实际测得的磁矩远远小于理论预测的结果。在低掺杂状态下出现分步磁化。La3+的掺入，不仅改变了体系电子能带的状况，而且极大的改变了体系的结构因素，两者竞争的结果，使体系的电磁性能产生了复杂的变化。

三联吡啶类过渡金属配合物的合成与光电性能

经过分步配位，得到以对苯乙烯撑为桥的双核2,2΄:6΄,2΄΄-三联吡啶钌配合物。这类配合物在室温下在490nm左右存在强的金属-配体电荷转移（MLCT）的吸收峰。在77K时，表现出强的红光发射（639-641nm）。双核配合物中基于中心离子钌的可逆的氧化电位在+1.25eV左右，基于三联吡啶的第一还原电位位于-1.15eV左右，两个核表现出对等的氧化还原性质。合成了叔丁基、己氧基、咔唑、二苯胺以及N-苯基萘胺取代的4΄-苯基-2,2′:6′,2″-三联吡啶（ptpy）衍生物配体与锌和镉形成的系列配合物。通过配体的修饰，配合物的发光颜色从紫色（392nm/397nm）调节到橙红色（604nm/602nm）。荧光发射表现出对溶剂极性的不同程度的依赖性。随着D-A结构趋于明显，配合物溶剂化效应表现得更强烈。电致发光器件研究表明，锌系列配合物的电致发光峰分别位于552nm、600nm和609nm，电流效率分别为5.28cd/A、2.38cd/A和2.00cd/A，亮度最高达到了2249cd/m2。合成了以苯撑和芴的齐聚物为桥的含双三联吡啶的配体，并在过渡金属锌或镉离子的诱导作用下，在温和的条件下获得一系列配位聚合物。其在二甲基甲酰胺溶液中的荧光量子效率最高达到0.41。金属离子的配位对提高光致发光的荧光量子效率的作用是积极的。这些配位聚合物的荧光发射大都在蓝光区（434-455nm）。芴单元的数目对最终聚合物的发光光谱具有一定影响，随着共轭单元的增长，发光峰位发生红移。电致发光器件性能研究表明，电致发光颜色则集中在黄绿光（531nm-560nm）范围。合成了2-(2-吡啶)喹啉衍生物一类配体，并考察了其与锌和镉的配位能力和配位方式。得到的配合物为五配位的配合物，其中两个配体和一个氯离子参与配位。咔唑和二苯胺在喹啉环6-位的引入，不仅较大范围的调节了该类配合物的发光颜色，而且获得了效率较高的红光发射(623nm，638nm)。电致发光器件表征得到了比较纯正的红光发射（648nm，CIE（0.63，0.36）），最大功率效率为0.01 lm/W。

钙钛矿型有机－无机杂化半导体材料的合成及其发光性质的研究

有机-无机钙钛矿型杂化半导体材料结合了有机和无机材料优点，并在分子水平上自组装形成复合材料，具有独特的光、电、磁等性质，在许多领域具有潜在的应用。基于第四主族金属卤化物的杂化钙钛矿是本论文研究的主题，这一类杂化钙钛矿材料是一类独特的半导体材料，其光功能引起人们越来越多的重视。 为此，本论文通过选择不同的有机阳离子配体制备了新型的基于卤化铅的有机－无机杂化钙钛矿结构单晶材料和薄膜，对它们的发光性质进行了研究。利用N-(3-胺基丙基)咪唑和溴化铅在氢溴酸溶液中反应得到了罕见的(110)取向杂化钙钛矿(C6H13N3)2PbBr4 (monoclinic, P21/c)。所得到的杂化钙钛矿在吸收(392 nm)及发射(424 nm)光谱中均存在激子的特征峰。同时，由于N-(3-胺基丙基)咪唑的光活性，得到的杂化材料具有独特的发光性质，在无机层与有机层之间发生了能量传递，使得有机配体的峰位发生红移并且发光强度明显增加。利用CASTEP (Cambridge Serial Total Energy Package) 总能计算软件包对配合物及配体的能带结构进行了计算。结果证明了配体在杂化材料中发光的红移及激子与配体间的能量传递。另外，还发现了一个有机配体2-(2-氨基乙基)硫脲也能够与金属卤化物络合形成(110)取向的有机－无机杂化钙钛矿结构C3H11SN3PbBr4(monoclinic P21/c)，由于有机配体的不同，2-(2-氨基乙基)硫脲构筑的(110)取向杂化钙钛矿结构较N-(3-胺基丙基)咪唑构筑的(110)取向杂化钙钛矿结构有较大程度的扭曲变形，使得它们的发光性质有所不同。 邻-(胺基甲基)吡啶，间-(胺基甲基)吡啶，对-(胺基甲基)吡啶在相同条件下与溴化铅组装，得到0-D [(m-C6H10N2)2PbBr6] (orthorhombic, Pbca), 1-D [(o-C6H10N2)PbBr4] (monoclinic, P21/c), 2-D [p-(C6H10N2)PbBr4] (orthorhombic, Pbca) 等不同维数的溴化铅骨架。其中间-(胺基甲基)吡啶与溴化铅在酸性条件下形成稀有的0-D杂化钙钛矿；邻-(胺基甲基)吡啶在相同条件下形成2-D层状杂化钙钛矿；对-(胺基甲基)吡啶则得到共边八面体组成的一维链。证实了有机配体氢键和空间位阻对无机结构的形成起限制作用。得到的杂化钙钛矿化合物的无机层激子特征吸收峰分别位于428 nm(0-D)和431 nm(1-D)，无机层激子特征发射峰位于461 nm (0-D)和467 nm(1-D)。 由于甲基咪盐的特殊胺盐构型，我们选用甲基咪盐取代的吡啶作为有机阳离子配体来构筑基于溴化铅的杂化钙钛矿，分别为3-甲咪基吡啶和4-甲咪基吡啶。3-甲咪基吡啶与溴化铅在酸性条件下构筑未见文献报道的即共点又共边的Pb-Br八面体连成无机层网络的杂化结构(C6H13N3)PbBr4 (monoclinic, C2/c)。4-甲咪基吡啶与溴化铅在相同条件下构筑的是常见的(100)取向的杂化钙钛矿结构(C6H13N3)PbBr4(orthorhombic, Pbca)。通过两个不同的化合物在结构和光学性质上的对比，表明有机阳离子配体对无机层结构以及杂化钙钛矿材料光学性质的影响。 在氢溴酸溶液中，组胺与卤化铅自组装成(100)取向杂化钙钛矿(C5H10N3)PbBr4 (monoclinic, P21/c)，(C5H10N3)PbCl4 (monoclinic, P21/c)。得到由扭曲的共角八面体组成的钙钛矿片层。受有机配体空间位阻及氢键的影响，无机层发生一定的扭曲，从而导致激子吸收较(分别位于419 nm，339 nm)线形脂肪胺有一定程度的红移。荧光光谱中存在基于溴化铅，氯化铅杂化钙钛矿激子的特征发射峰。另外作为比较，另一个复杂的有机胺3-氨基-1,2,4-三唑，在同样的条件下与PbBr2进行组装得到的是无机组分为一曲折的链状一维结构的杂化结构(C2H2N4)PbBr3 (orthorhombic, Pna21)。 线形的二咪唑配体2,2΄-(二咪唑基-甲基)苯和4,4΄-(二咪唑基-甲基)对联苯，由于其空间位阻与氢键的影响，与卤化铅的组装得到链状骨架。2,2΄-(二咪唑基-甲基)苯与氯化铅构筑的无机骨架是由共边铅氯三角锥连成的一维链状结构(C7H8N2)PbCl3 (triclinic, P-1)；与溴化铅形成类似交替排布的层状结构(C7H8N2)PbBr3 (triclinic, P-1)。4,4΄-(二咪唑基-甲基)对联苯构筑的氯化铅骨架为新奇的由共点的铅氯四方锥组成的类隧道形链(C20H21N4)Pb2Cl6•H2O (triclinic, P-1)；构筑的溴化铅骨架为由共边的铅溴八面体组成的双链(C20H21N4)Pb2Br6 (monoclinic, C2/c)。形成配合物的发光为配体本身的π-π*跃迁发光。 所合成的杂化钙钛矿材料都具有较好的成膜性，利用简单的旋涂法即可得到质量较好的薄膜材料，有利于对其进行光电研究。

新型靶向性磁共振成像造影剂的合成及性质研究

磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)以其分辨率高、对人体无电离辐射损伤、多参数成像等优点而得到迅速发展和广泛应用。目前，MRI已从单一形态学向分子影像学的深度发展，对医学临床和医学研究产生了巨大影响。为了提高病变部位与正常组织间信号的对比度，约30%~40%的诊断需要使用磁共振成像造影剂。它是一类能缩短成像时间、提高成像对比度和清晰度、显示组织器官功能状态的诊断用药。下一代磁共振成像造影剂的设计目标将集中在对特定组织或器官具有选择性或靶向性、高弛豫性能和减少用药剂量等方面。本论文在此领域的研究内容可归纳如下： (1) 以多糖为载体的MRI造影剂 设计合成了阿拉伯半乳聚糖修饰的Gd-DTPA配合物(Gd-DTPA-CMAG-An)和葡聚糖修饰的Gd-DTPA配合物(Gd-DTPA-CMDn-Cyst)。通过体外弛豫时间测试和体内磁共振成像实验研究了Gd-DTPA-CMAG-An弛豫性能、器官选择性、体内滞留时间和代谢情况，结合体外稳定性综合评价了其应用于临床的可能性。研究结果表明，Gd-DTPA-CMAG-An配合物在水溶液中弛豫性能为Gd-DTPA的1.4倍左右，Gd-DTPA-CMAG-A2对肝脏信号的增强效果是Gd-DTPA的2.0倍左右，并且能在较长时间内产生良好稳定的增强效果。这与肝脏表面的去唾液酸糖蛋白受体的专一性识别有关。Gd-DTPA-CMAG-A2良好的肝脏选择性和肾脏代谢能力，有望成为有前景的肝脏选择性造影剂。通过小鼠MRI实验初步评价了Gd-DTPA-CMDn-Cyst配合物造影剂对血管信号的增强作用。Gd-DTPA-CMD4-Cyst对血管产生了良好的增强效果，并且能在较长时间内对血管产生良好稳定的增强，从而有充分的时间优化成像窗口获得理想的成像效果。但造影剂在体内的分布和代谢是一个非常复杂的过程，Gd-DTPA-CMD4-Cyst在血液中的滞留情况及能否用于血管造影仍需进一步的实验证实。 (2) MnNaY 型分子筛作为胃肠道MRI造影剂 离子交换法制备了Mn2+交换的NaY分子筛MnNaY，从对造影剂的一般要求出发，对其酸性水溶液中的稳定性和离子交换选择性、体外弛豫性能和体内成像等方面进行研究，并对器官的选择性及体内滞留时间和代谢情况进行了分析，从而对其应用于临床的可能性进行了探讨。研究结果表明，MnNaY悬浮液能长时间在较低的酸性条件下保持良好的稳定性，其弛豫效率高于目前临床所用造影剂Gd-DTPA，随Mn2+的含量在NaY分子筛中的增加(3.2%~5.2%)，弛豫效率反而降低。MnNaY (3.2% Mn)对胃部具有良好的增强效果，并且能在较长时间内产生良好稳定的增强效果，有利于获得理想的成像效果。它是一种比较好的潜在口服胃肠道造影剂。 (3) 甘草酸为载体的MRI造影剂 合成了甘草酸为载体的配合物GL-(A-Gd-DTPA)3，对其体外弛豫性能和体内成像等方面进行了研究，结果表明，其在水中的弛豫效率约为目前临床所用造影剂Gd-DTPA的1.4倍，体内成像表明它能在较长时间内对大鼠肝脏产生良好稳定的增强效果，这是由于肝(实质)细胞膜表面存在GL���GA受体，Gd-DTPA 以GL���载体后具有良好的趋肝性与肝细胞靶向性。 (4) 中性的Gd-DTPA双酰胺衍生物 合成了两种中性的Gd-DTPA双酰胺衍生物Gd-DTPA-BBA和Gd-DTPA-BtBA，其弛豫效率与Gd-DTPA相近，对肝脏和肾脏具有较好的增强效果，由于这两种配合物均为电中性化合物，这样配合物溶液的渗透压值与血液的渗透压值较接近，可能更易为生物体所接受。

反相胶束微乳液法制备稀土化合物纳米微晶

纳米微粒及其构成的纳米材料是纳米科学的一个重要研究领域。由于独特的量子尺寸效应，表面效应，小尺寸效应及宏观量子隧道效应等，纳米材料与同组成的体相材料相比，在力学、光学、热学、催化、磁性和化学活性等方面具有许多独特的奇异性能，现以成为材料科学研究的热点。稀土元素特殊的电子构型，使其显示出许多优良了光、电、磁学等特性。稀土在新型材料科学中有非常重要的地位，成为“材料宝库”。为进一步研究及拓展稀土化合物在理论和实践两方面的价值，稀土化合物纳米材料的研究就成为一个迫切而又重要的课题。本文主要采用反相胶束微乳液法制备出多种稀土化合物纳米微晶，同时开展了非水体系制备含硫稀土化合物前驱体的工作，结合多种表征手段对反应机理进行了深入的探讨，取得一些有意义的结果。主要工作及结论如下：（1）效益采用反相胶束微乳液法，制备出形貌均匀，单分散性好的纯相 Y_2O_3 和 Y_2O_3:Eu 纳米微晶，颗粒度小于 30nm。发现随着温度升高颗粒度增大，并观察到掺杂微量 Eu~(3+) 后，颗粒的微观形貌比没掺杂的更规整。（2）首次采用反相胶束微乳液法，合成了钙钛矿型铁酸镧纳米微晶，微粒呈链状分布，单个微球的颗粒度随温度升高而变大，18nm(700 ℃), 30nm(800 ℃), 38nm(900 ℃)，到 1000 ℃时突跃至 200nm，链状微粒逐渐熔全成球体。（3）首次采用反相胶束微乳液法，制备出溴氧化镧，并首次观察微观结构呈条纹状超结构。（4）观察到十六烷基三甲基溴化铵在体系中起到两方面的作用，一是作为表面活性剂，有助于形成反相胶束微乳液；再者作为反应试剂参与反应。（5）以硫化氢为硫源，利用非水体系制备出含硫钕化合物前驱体，讨论了醇盐碳链长度对反应体系的影响，所得产物硫含量较高(5.5%)的前驱体化合物。（6）制备了以二甲亚砜为配体的含硫前驱体，研究了高温处理过程对热分解产物的影响。在不同高温处理条件下，分别制得 Nd_2O_2S（有碳保护）和 Nd_2SO_6（无碳保护），认为高温下碳的还原作用是造成这种差别的原因。

新型绿色荧光体ABLa(PO_4)_2:Ce, Tb研究(A = K, Na; B = Mg, Zn)

本工作完成了磷酸盐化合物ABLa(PO_4)_2的合成，这些磷盐均可在900 ℃左右合成；对其进行了结构测试与表征，发现这些磷酸盐属于单斜晶系独居石结构，与LaPO_4同构，具有很相近的晶胞参数；系统地研究了RE~(3+)离子(RE = Ce,Tb,Dy)在ABLa(PO_4)_2基质中的发光与能量传递规律，研究了Ce~(3+)、Tb~(3+)离子发光中心与基质晶格之间的相互作用，计算了这些稀土离子之间能量传递的临界距离Rc(dd)，结果表明ABLa(PO_4)_2基质中Ce~(3+)离子与基质晶格之间的相互作用属于中等程度耦合，Tb~(3+)离子与基质晶格之间的相互作用属于无辐射多声子过程，Ce~(3+)→Ce~(3+)、Ce~(3+)→Tb~(3+)能量迁移临界距离均与LaPO_4中相近，Ce~(3+) → Ce~(3+)相对于Ce~(3+) → Tb~(3+)属于快过程，Ce~(3+) → Ce~(3+)能量传递对ABLa(PO_4)_2:Ce,Tb荧光体的Tb~(3+)绿色发光起了重要的作用，ABLa(PO_4)_2基质是Ce~(3+)，Ce~(3+)-Tb~(3+)，Ce~(3+)-Dy~(3+)的优良发光基质；最后探讨了绿色荧光体ABLa(PO_4)_2:Ce，Tb的调制途径，主要研究了Ce~(3+)、Tb~(3+)离子的浓度效应，掺杂B_2O_3、Dy~(3+)、SiO_2对荧光体发光的影响及NH_4Cl的作用，结果表明Ce~(3+)、Tb~(3+)离子的适宜浓度分别为0.2～0.5和0.08～0.2，掺杂适量的B_2O_3、Dy~(3+)能很好地提高荧光体的发光，掺杂SiO_2、NH_4Cl不利荧光体发光。

宽能隙半导体氮化镓的合成、相变与性质的研究

GaN是最有前途的宽能隙半导体材料之一。它具有优异的光电子特性及稳定的物理性能，因此引起了各国科研工作者的广泛兴趣，各国争相研制GaN基蓝紫光和紫外波段的光电器件，并取得了令人瞩目的结果。关于GaN的研究每年有大量的文献报道，GaN基发光二极管已经产业化。通过文献调研发现，在GaN的研究中存在一些重要的基础工作有待完成。如，GaN陶瓷体的制备，结构相变研究，材料的室温合成方法等。当前 GaN器件的研究的关键问题之一是获得高质量的GaN薄膜，而影响膜质量的关键因素是选择合适的与GaN晶格匹配和热膨胀匹配的衬底材料。GaN晶体是公认的最佳材料，但是GaN晶体制备困难，迄今为止，尚未得到足够尺寸的大单晶材料。GaN陶瓷体的制备有可能替代单晶体作为理想的衬底材料。由于GaN热稳定性差，烧结时易挥发，到目前为止，尚无合成GaN陶瓷体的报道。闪锌矿结构立方GaN具有比纤锌矿结构的GaN更容易进行P型掺杂、发光效率高的特点，因而成为该材料研究的热点问题之一。虽然己有一些立方相GaN粉末合成和膜制备的报道，但是六方纤锌矿GaN向立方闪锌矿的相变研究尚属空白。研究六方相到立方相的相变规律，有助于相变的认识及立方GaN的合成。降低GaN的合成温度对该材料的制备有重要的意义。低温合成GaN的工作已有一些报道，但室温下的合成研究尚待探索。本文通过建立高氨压合成新技术，首次实现了GaN陶瓷体的合成。利用机械合金化产生的机械力化学效应，实现了h－GaN向c－GaN的相变。利用机械力化学反应方法完成了非晶纳米GaN粉末的室温反应合成。此外，还对GaN的衬底材料LiGaO_2晶体的气相合成进行了研究。GaN粉末是在常压下，通过Ga_2O_3和NH_3反应制备的。在实验中发现，反应温度直接影响产物的颜色、结晶状态和纯度。实验中得到的制备GaN粉末的最佳条件是温度为950 ℃左右、反应时间为4小时。以GaN粉末为原料，通过建立高氨压合成新方法，在高压佩刃成功的实现GaN陶瓷体的烧结。通过在组装中添加适量的LiNH_2使之在高温高压下分解，从而形成高氨压的烧结环境。所得到的GaN的烧结体的结晶状态明显提高，在空气中的 稳定性也明显增强。随着温度的变化，所制得的GaN烧结体分别呈现为棕褐色（<900 ℃）、墟拍色（900-1100 ℃)及淡黄色（>1100 ℃）。通过对不同条件下制备的烧结体进行密度测试及破碎表面的SEM分析发现，4GPa、1000 ℃为GaN陶瓷体的最佳制备条件。通过对GaN烧结体的光谱性质进行研究发现GaN陶瓷体的荧光发射峰及红外光谱的吸收峰位置均发生了位移。实验采用机械合金化装置，在机械力化学效应的诱导下实现了GaN由纤锌矿的六方结构向闪锌矿立方结构的相转变。六方结构的GaN的XRD的图谱的明显特征是三个最高衍射强度所对应的峰的位置依次为36.7°, 32.3°和34. 5°（2θ）。经过机械球磨后的XRD的图谱在34.5°、57.8°和69.1°（2θ）位置的衍射峰为三个最强峰，而且在40.4°(2θ位置出现了一个较弱的衍射峰（该衍射峰为立方氮化嫁的特征峰）。以上结果表明，在机械球磨的作用下，六方GaN发生了向立方GaN结构的相转变。通过Raman散射光谱对比测试，六方GaN的光谱图中535, 557和567cm~(-1)的散射峰分别对应与A_1(TO), E_1(TO)和E_2声子模的振动频率，其中Ez为六方相的特有的声子模。经过球磨后的粉末的尺aman散射光谱图中551、716cm~(-1)分别对应于立方相的To和LO声子模的振动频率。光谱中六方结构的特征峰El的消失及立方相特征峰LO的出现进一步证实了在机械合金化的作用下，GaN发生了由六方相向立方相的转变。根据机械球磨可发生机械力化学反应的原理，实验中通过选择合适的嫁源和氮源，在机械合金化装置中实现了纳米非晶态GaN的室温合成。以化学计量比为1；1：1的Ga, NaN_3和NH_4Cl为原料，通过机械球磨进行合成反应。分析产物的XRD图谱发现，所有结晶相的衍射峰与NaCl的标准卡片吻合，在32-38°（2θ）区间出现一非晶相的宽峰（与GaN主峰位置对应）。证实了经过机械球磨发生了合成反应（Ga+NaN_3+NH_4Clx→GaN+NaCl+N_2+NH_3+H_2），得到了纳米非晶态GaN。通过对所得的粉末进行TEM表征，其产物颗粒为5nm左右。根据Li_2o和Ga_2o易挥发的特点，采用LiCO_3、Ga和Ca_2O_3为原料通过气相法制备了LiGaO_2晶体。