在分析激光晶体的研究现状的基础上, 指出其未来应用及主要发展趋势: 面向先进制造技术、激光武器等应用的(1μm波段)高功率、大能量激光晶体; 面向人眼安全、遥感、光通讯、医疗等应用的红外激光晶体; 面向全色显示、光刻等应用的蓝绿紫和可见光激光晶体; LD泵浦超快激光增益和放大介质材料.

根据近10年的研究情况对Ⅱ-Ⅵ型量子点的制备、修饰进行了介绍,分析了量子点制备过程中的优、缺点. 探讨了Ⅱ-Ⅵ量子点在生物应用的最新研究成果,并对其研究前景进行了预测.

氧化硅/金纳米壳层因具有由其核/壳相对尺寸所决定的特殊光学性能和良好的生物相容性, 所以在纳米医学等许多领域得到了广泛的重视. 本文综述了氧化硅/金纳米壳层的研究现状, 总结了相关的制备方法, 评述了在纳米医学中的重要应用, 并对其研究前景进行了展望.

过饱和度是影响DKDP晶体生长和质量的关键因素. 本文采用“点籽晶”快速生长技术在不同的过饱和度下从氘化程度为75%的溶液中生长DKDP晶体并选取部分样品进行同步辐射X射线形貌术和粉末X射线衍射测试. 研究了不同过饱和度下DKDP晶体的生长和缺陷. 实验证明, DKDP晶体可以在的过饱和度下实现快速生长, 但晶体的缺陷随着过饱和度的增大而增加.

采用提拉法和铂坩埚感应加热技术生长出最大尺寸为直径25mm, 长40mm的Li₆Gd(BO₃)₃:Ce晶体. XRD分析表明, 生长出的晶体为单一的Li₆Gd(BO₃)₃:Ce相, 结构属P2₁/c空间群. 对晶体生长中存在的解理开裂、应力开裂及多晶问题进行了讨论, 并从晶体结构的角度解释了(020)完全解理面出现的原因. 晶体在380~800nm之间的透过率接近90%, 200~380nm之间的吸收是由Ce³⁺离子的4f-5d跃迁和Gd³⁺离子的4f-4f跃迁引起的. 不同激发源激发下的发射均显示Ce³⁺离子的双谱峰特征; 相比于紫外激发下的发射而言, X射线激发下的发射光谱略有红移. 该晶体发光符合单指数衰减模型, 衰减时间为30.74ns在²⁴¹Am源的α射线激发下晶体的能量分辨率为28.84%.

利用DTA、XRD、SEM和TEM等实验手段, 研究了 Cr₂O₃的添加对MgO-Al₂O₃-SiO₂-TiO₂系统微晶玻璃析晶行为的影响. 同时, 通过Ozawa和Kissinger方法计算出系统中α-堇青石的析晶活化能E. 研究结果表明, 少量Cr₂O₃的添加并不改变MgO-Al₂O₃-SiO₂-TiO₂系统玻璃析出的晶相类型, 但是提高了玻璃转化温度T_g, 降低了α-堇青石的析晶活化能. 由于析晶活化能的降低, 促进了α-堇青石的析出, 最终获得了一种有实用价值的微波介质材料. 该材料在微波频率下(10GHz)的相对介电常数约5.5, 介电损耗<7×10^-4.

以锐钛矿相纳米TiO₂粉体和盐酸胍的混合物为起始反应物, 通过在不同温度条件下对反应物直接进行热处理制得了淡黄色的掺氮纳米TiO₂粉体. 采用XRD、BET、XPS、紫外-可见光漫反射对所制备的粉体进行了性能表征. XPS测试表明, 掺氮粉体N1s的结合能峰位于396.9eV处, 表明N原子以Ti--N键的形式存在于TiO₂中, N原子进入了TiO₂晶格, 实现了掺杂. 其中, 在350°C、保温2.5h的条件下所制样品的掺氮量达到8.3%. XRD分析表明, 实验制得的氮掺杂TiO₂粉体在350、450、550、650°C热处理3h后仍为锐钛矿相; 掺氮样品均具有好的紫外光吸收, 且吸收边均红移至可见光区; 350C保温2.5h时具有最好的紫外-可见光响应, 其吸收边红移至700nm左右. 亚甲基蓝的可见光降解实验表明氮掺杂样品具有良好的可见光催化活性.

用络盐法制备了铟锡氧化物(ITO)纳米粉末. 通过对铟和锡的络合盐[(NH₄)₂InCl₅·H₂O和(NH₄)₂SnCl₆]的制备研究, 证实了反应初始溶液中络离子的存在. 通过调节氯离子与铟离子的总浓度比研究了络离子对ITO前驱体(氢氧化物)粒径的影响. 提出了络离子对纳米ITO粉末粒径的影响原理: 络离子的存在, 降低了反应初始溶液中游离In ³⁺和Sn ⁴⁺的浓度, 有利于纳米级ITO粉末的生成. 通过XRD和激光粒度仪对ITO前驱体(氢氧化物)进行了表征.

采用撞击流微反应器制备超细硫酸钡粉体, 并用XRD、TEM、BET对粉体的性质进行了表征. 实验表明, 采用撞击流微反应器, 提高了微混合性能使得反应体系获得均匀的过饱和度, 得到了平均粒径约100nm, 比表面积约60m^2·g^-1的超细硫酸钡粉体. 考察了撞击速度和撞击角度等因素的影响, 确定了优化的实验条件.

以钛酸正丁酯为前驱体, 乙酰丙酮为络合剂, 分别在室温和70°C进行对前驱体改性的络合反应, 获得改性前驱体Ti(O-Bu)_4-x(AcAc)_x. 以异丙醇为溶剂, 采用溶胶-凝胶(sol-gel)法制备0.1~3.0mol% Er ³⁺掺杂TiO₂粉末. 差热-热重(TG-DTA)分析结果表明, 由室温络合改性前驱体制备的粉末, 无定型到锐钛矿和锐钛矿到金红石的相变温度, 较由70°C络合改性前驱体制备的粉末均升高40°C. X射线衍射(XRD)分析表明, 700°C烧结, 室温络合所得掺0.1~3.0mol% Er ³⁺:TiO₂粉末为单一锐钛矿结构, 70°C络合所得粉末为锐钛矿和少量金红石的混合相结构. 400~800°C烧结, 两种络合所得粉末均获得中心波长为1.53μm的多峰结构光致发光(PL)谱. 其中, 700°C烧结的粉末PL强度最强. 70°C络合较室温络合的粉末PL强度可提高3倍.

以硝酸锌和六亚甲基四胺为主要原料, 采用简单、低温的水热法在预先用金红石二氧化钛薄膜修饰过的硅基体上生长了高取向性的ZnO纳米棒阵列. 运用扫描电子显微镜 (SEM), 透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对产物的结构和形貌进行了表征. 并且讨论了溶液?浓度对ZnO形貌的影响. 测试结果表明, 在0.025mol/L的Zn(NO₃)_2^·6H₂O和C₆H₁₂N₄水溶液中70℃反应4h后的ZnO纳米棒的平均直?径为100nm,平均长度为1μm, 属于六方纤锌矿结构且沿c轴择优取向生长. 并且对制备出的ZnO纳米棒阵列薄膜进行了室温下的荧光测试, 发现 ZnO纳米棒阵列膜在389nm处具有很强的紫外发射峰, 在466nm处有一个比较弱的发射峰.

单斜结构的Li₃V₂(PO₄)₃是很有前途的聚阴离子型锂离子电池正极材料. 将一定配比的LiOH H₂O、V₂O₅、H₃PO₄和蔗糖(C₁₂H₂₂O₁₁)通过球磨均匀混合, 在氮气保护下于800℃焙烧16h, 通过碳热还原合成了Li₃V₂(PO₄)₃. 用X射线衍射和扫描电镜分析对材料的结构和形貌进行了表征. 充放电测试表明, 在电压范围为3.0~4.3V和3.0~4.8V时, Li₃V₂(PO₄)₃正极材料具有较高的比容量、优良的循环性能和倍率特性. 在电压范围为1.5~4.8V时, Li₃V₂(PO₄)₃正极材料具有很高的比容量, 但循环性能较差.

采用化学还原法制备了以椰壳活性炭(AC)为载体的Ni/AC电催化剂. 将Ni/AC电催化剂制作成膜电极, 与铝合金一起组成了一种全新概念的高效、安全、廉价的Ni/AC膜电极-铝合金储氢电池. 运用SEM和XRD 对Ni/AC电催化剂的形貌和结构进行了分析, 通过稳态极化曲线研究了Ni/AC膜电极在中性电解液中的电催化活性, 将Ni/AC膜电极与铝合金组装成的模拟电池进行了恒流放电实验以研究其产氢量和放电性能. 结果表明, 镍在活性炭上的负载量为50%时, 活性炭上沉积的镍颗粒最小; 采用镍负载量为50%的Ni/AC电催化剂的Ni/AC膜电极的电催化活性最高, 将其作为正极的储氢电池不仅放电性能好, 产氢量也大.

于1mol/L LiClO₄/EC+DEC电解液中添加不同的钾盐可以显著降低天然石墨电极首次循环过程中的不可逆容量损失, 提高电极的可逆容量和倍率充放电性能. 交流阻抗和电极表面固体电解质相界面(SEI)膜组分的FTIR分析表明, 添加一定量的钾盐可以降低SEI膜的锂盐含量, 有助于形成Li+迁移性良好的SEI膜.

研究了钒液流电池用石墨毡电极的电化学处理, 结果发现, 电化学处理能提高电极活性, 30mAcm^-2电流密度下, 电压效率可达90.96%, 电流效率达92%. XPS分析表明,电化学处理后, 石墨毡表面的O/C比例由0.085增加至0.15, 且主要增加的是COOH官能团,与FT-IR分析结果一致. SEM表明碳纤维表面被刻蚀, BET测试结果表明比表面积有所增加.电极活性的提高归因于碳纤维表面COOH官能团数目的增加及比表面积的增大.

较低的催化活性大大地限制了La_0.85Sr_0.15Cr_0.9Ni_0.1O_3-δ(LSCN)作为直接碳氢化合物燃料SOFC阳极材料的应用. 本文尝试用Pechini法合成LSCN,并按重量比1:1向其中加入纳米Ce_0.8Sm_0.2O_1.9(SDC)作为阳极材料. 经1500℃高温烧结12h后, LSCN与SDC以及电解质YSZ仍可以保持各自独立的相结构. 加入SDC没能提高阳极的电导率, 但由于改善了阳极电解质界面的结合状况, 扩展了电极反应的活性区域, 使阳极材料的极化性能有了提高. 显微结构观察显示, LSCN-SDC阳极在甲烷气氛中使用时没有碳沉积现象.

(1-x)BiScO₃-xPbTiO₃陶瓷(简记BS-PT)在x=64.0%附近存在一个从菱方晶系过渡到四方晶系的准同型相界, 在此相界附近材料能获得优良的介电和压电性能. 本文选取PbTiO₃含量在64.0%~65.5%的准同型相界附近的材料组分, 利用传统的固相烧结反应法合成了纯钙钛矿相结构的BS-PT陶瓷, 通过对材料的相结构形成过程和内部形貌分析以及对介电、压电性能的研究, 发现在x=64.%的组分条件下, BS-PT陶瓷材料获得了准同型相界范围内的最优的压电性能, 其室温压电常数d₃₃可达500pC/N, 且居里温度(T_c)达到了438℃, 剩余极化强度和电致应变分别为44uC/cm²和3.5‰. 研究表明, 准同型相界附近的BS-PT陶瓷是一种优良的压电换能器和传感器材料.

采用流延成型工艺制备了(Na_0.85K_0.15)_0.5Bi_0.5TiO₃无铅压电陶瓷, 研究了陶瓷退火前后的显微组织结构, 结果表明陶瓷主晶相为钙钛矿相结构, 并伴随有形貌呈针状的第二相K₂Ti₆O₁₃出现; 陶瓷断面和表面的晶粒形貌有差别, 采用退火处理无法消除第二相K₂Ti₆O₁₃,但可有效改善陶瓷断面的晶粒形貌, 同时增大材料的矫顽场, 并使剩余极化强度(Pr)、压电常数(d₃3)、介电常数(ε)与介电损耗(tanδ)变小. (Na_0.85K_0.15)_0.5Bi_0.5TiO₃无铅压电陶瓷的电滞回线表现出明显铁电体的特征, 其矫顽场为2680V/mm, Pr达36.6μC/cm², d₃₃达113pC/N, K_p为0.27, Q_m达154.

介绍了对SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ及SrCo_0.8Fe_0.1Sn_0.1O_3-δ两种透氧膜材料相组成、热学性能及氧渗透性能的研究, 发现实验中获得的SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ透氧膜材料具有长期的相组成稳定性; 在它的B位进一步用Sn取代Fe，获得名义组成SrCo_0.8Fe_0.1Sn_0.1O_3-δ样品, 具有典型的双相组成特征. 与单相SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ相比, 双相结构SrCo_0.8Fe_0.1Sn_0.1O_3-δ样品的热膨胀率降低, 抗热冲击性能增加显著; 同时, 氧渗透性能也有一定程度的提高, 如1.2mm厚的SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ陶瓷膜样品在1000℃具有1.87×10^-6mol cm^-2 s^-1的透氧率(P_O2(h)=2.09×10⁴Pa, P_O2(l)=1.2×10³Pa), 同样条件下的SrCo_0.8Fe_0.1Sn_0.1O_3-δ样品透氧率为2.49×10^-6 mol cm^-2 s^-1.

采用柠檬酸-硝酸盐法合成了Pr_0.6-xNd_xSr_0.4FeO_3-δ(x=0.0~0.6)系列钙钛矿型复合氧化物粉体, 用
XRD、FT-IR、TD-DTA、SEM等对产物的形成过程、物性及微结构进行了表征. 结果表明, 所合成的系列样品1200C煅烧2h即形成立方钙钛矿结构
的单相固溶体. 用直流四端子法测量了烧结陶瓷体在中温(450~800℃)范围内的电导率, A位单一稀土元素的样品(x=0.0、0.6)及以Pr(x=0.1)或
Nd(x=0.5)为主的稀土复合氧化物, 其电导率均在150S cm^-1以上,明显高于双稀土样品(x=0.2、0.3、0.4)的数值( σ=45~80S cm^-1); x=0.2、0.3
、0.4三个样品电导率较低的原因, 与它们在同样烧结制度下的致密度低密切相关.该系列样品的电导率在650~700℃附近出现最大值, 低温段的导电行为符合小极化子导电机制.

采用溶胶-凝胶法, 以聚乙二醇为介孔造孔剂、淀粉为大孔造孔剂, 经过600℃热处理, 制得介孔平均孔径为10nm左右、大孔平均孔径为8~11μm的SiO₂块状材料. 样品的最小密度为0.34g·cm^-3, 最大气孔率为76%. 引入30%淀粉制备多孔样品作固定葡萄糖淀粉酶的载体, 可使初始酶活力由原来的5994U提高至14702U. 且连续使用五次之后仍具有一定的酶活力. 另外在80℃水中浸泡7天之后, 多孔样品对酶的吸附量均有提高. 浸泡前后, 酶活力相差不大. 这些结果表明: 此类多孔材料在固定葡萄糖淀粉酶方面可长时间使用, 便于酶的回收、保存和再利用.

以Lu(NO₃)₃和NH₄HCO₃为原料, 采用沉淀法制备了平均粒径约为40nm的Lu₂O₃粉体, 以该粉体和市售的Al₂O₃、CeO₂超细粉体为原料, 采用固相反应工艺, 经1760℃真空烧结10h, 制备出透明的Ce:LuAG陶瓷, 该透明陶瓷在可见光范围内的透过率为56%, X射线激发下的发射光谱为Ce³⁺的特征发射, 范围在470~650nm, 和同类单晶的光谱一致, 正好在硅光电二极管的高敏感曲线范围内, 满足于闪烁体的性能要求, 是一种有应用前景的闪烁材料.

利用中间相沥青纤维中沥青分子的高度择优取向和适度的热塑性热压制备高导热块体炭材料. 对比研究了经不同氧化处理的带形及圆形中间相沥青纤维热压所得炭材料的传导性及力学性能.
结果表明: 相对圆形纤维来说, 由于带形中间相纤维具有更高的纤维轴向取向度和纤维之间更高的接触面积, 故其热压所得材料具有更高的密度和传导性. 经260℃氧化的带形纤维热压所得炭材料的密度、抗弯强度、电阻率及热导率分别达到了2.18g·cm^-3、118.4MPa、1.13μΩm和717W/m·K.

应用自行研制的激光脉冲法热导仪、小平板稳态法热导仪、铜卡计和冰卡计法比热仪, 对航天器用的十一种热控材料的导热系数、导温系数和比热及其与材料显微组织和工艺因素的关系进行了实验研究. 结果表明, 在室温至1800℃温区内, 绝热材料和防热材料的导热系数均随温度升高而增大, 多孔绝热材料的有效导热系数是由多种导热因子相互作用的结果, 并存在对应于最小导热系数的最佳密度. 所得数据为热控材料的优选提供了科学判据, 亦为航天器的热控系统热设计提供了参数.

根据C/SiC复合材料的
结构以及等温化学气相浸渗法的工艺特点, 建立了ICVI过程中C纤维预制体
结构变化的多尺度孔隙模型和C/SiC复合材料ICVI致密化过程的数学模型. 利用
该模型对ICVI法制备C/SiC复合材料进行了数值计算和分析. 模拟结果与实验结
果呈现出相同的规律并且两者之间误差较小, 表明本文所建立的模型可以很好
地描述C/SiC复合材料的ICVI致密化过程. 利用该模型计算出C/SiC复合材料孔
隙率的分布情况以及总体孔隙率在浸渗过程中的演化规律, 对ICVI工艺的优化
具有一定的指导意义.

采用有机泡沫浸渍法制备碳化硅泡沫陶瓷时, 通过对聚氨脂泡沫进行不同改性剂的表面处理来改善其挂浆性能, 利用一种更加合理的表征方法, 即测量挂浆后泡沫陶瓷素坯孔筋尺寸和表征孔筋挂浆后形貌来衡量挂浆性能. 试验结果表明, 在所选用的四种改性剂中, 羧甲基纤维素(CMC)的改性作用最好, 其次是硅溶胶, 而聚乙烯醇(PVA)效果最差. CMC的改性效果主要来源于pH值>7 条件下形成的疏水基团与有机泡沫结合而亲水基团与水基浆料结合的结构, 这种结构可以显著改善有机泡沫与水基浆料的润湿性.

研究了干氧和湿氧两种气氛、疲劳和蠕变两种应力下C/SiC复合材料在1300℃的应力氧化行为. 试验结果和断口形貌SEM分析表明: C/SiC复合材料在疲劳应力下比在蠕变应力下具有更强的抗氧化能力和更长的持续时间; 干氧环境中的蠕变试样以C纤维氧化失效为主; 水蒸气的存在加剧了SiC基体的氧化, 并且使受蠕变应力的C/SiC复合材料以SiC基体氧化失效为主.

制备了以ZnO为促凝剂的n-HA/CS复合骨水泥, 并对其理化性能和固化机理进行了研究. 结果表明, 当ZnO/复合材料比为1/8, 固化液/(复合材料+ZnO)之比(L/P)为1.2mL/g时, 骨水泥的抗压强度及其对应的固化时间均能够满足临床操作的需要; 骨水泥快速固化的机理是其中的Zn²⁺和Ca²⁺与壳聚糖的氨基之间发生了络合反应所致, 并形成了密实网络结构, 其较大的收缩力使其中的水分子迅速排出, 从而实现了骨水泥的快速固化, 并赋予其较高的固化强度.

采用表面改性法制备了SiO ₂负载的复合半导体材料NiO-V₂O₅-SiO₂. 用BET、TPR、XRD、Raman、TEM、IR和UV-Vis DRS技术对固体材料的结构和光吸收性能进行了表征. 结果表明V₂O ₅在载体表面以微晶形式存在, 粒径约为10nm, NiO和V₂O ₅复合后部分形成了Ni ²⁺ --O--V ⁵⁺键联, 而且NiO和V₂O ₅在固体材料表面有相互修饰作用. NiO的加入有助于提高V₂O ₅在载体SiO ₂表面的分散程度, 抑制V₂O ₅的聚合, 减小微晶尺寸, 而且可以增强固体材料的光吸收性能, 提高复合半导体对光能的利用率.

以微孔分子筛NaY为内核, 合成一种中微孔复合分子筛NaY/MCM-48. 通过XRD、SEM、TEM、IR、N_2吸附脱附和TPD等手段对复合材料进行了表征, 此外对复合材料的水热稳定性进行了考察. 研究结果表明, 复合材料同时具有中孔分子筛MCM-48和微孔NaY型沸石的特点, 并且和纯MCM-48分子筛相比孔壁增厚, 孔径变大; 与纯中孔分子筛MCM-48相比, 复合分子筛的酸性明显增强, 并且水热稳定性提高. DFT计算其孔径分布主要集中于1.2和3.2nm.

以Al(CH₃)₃和H₂O为反应源, 在270℃用原子层淀积(ALD)技术在Si衬底上生长了Al₂O₃薄膜. 采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和傅立 叶变换红外光谱(FTIR)等分析手段对Al₂O₃薄膜的热稳定性进行了研究. 结果表明刚淀积的薄膜中含有少量Al--OH基团, 高温退火后, Al--OH基团几乎消失, 这归因于Al--OH基团之间发生反应而脱水. 退火后的薄膜中O和Al元素的相对比例(1.52)比退火前的(1.57)更接近化学计量比的Al₂O₃. FTIR分析表明, 在刚淀积的Al₂O₃中有少量的--C ₃存在, --CH₃含量会随热处理温度的升高而减少. 此外, 在高温快速热退火后, Al₂O₃薄膜的表面平均粗糙度(RMS)明显改善, 900℃热退火后其RMS达到1.15nm.

采用溶胶-凝胶和射频磁控溅射相结合的方法制备了PZT铁电薄膜. 用溶胶-凝胶法制备一层PZT薄膜作为籽晶层, 在衬底PZT(seed layer)/Pt/Ti/SiO₂/Si上用射频磁控溅射过量10%Pb的Pb(Zr_xTi_1-x)O₃(x=0.3)陶瓷靶生长厚500nm的PZT铁电薄膜. 采用在450℃预退火, 575℃后退火的快速分级退火方法对PZT铁电薄膜进行热处理. PZT铁电薄膜获得了较好的热释电性能, 热释电系数、介电常数、介电损耗和探测度优值因子分别为ρ=2.3×10^-8C．cm^-2·K^-1, ε =500, tanδ =0.02, F _d=0.94×10^-5Pa^-0.5.

采用飞秒脉冲激光沉积系统, 在Si(111)衬底上制备了a轴和c轴择优取向的Bi₄Ti₃O₁₂薄膜. X
射线衍射(XRD)表明:室温(20℃)下沉积的Bi₄Ti₃O₁₂/Si(111)薄膜呈c轴择优取向, 晶粒的平均直径为20nm. 在500℃沉积的Bi₄Ti₃O₁₂/Si(111)薄膜呈a轴择优取向. 测量了薄膜的电滞回线和I-V特性曲线, 并用分布参数电路研究了Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的I-V特性曲线和铁电性的关联性. a轴择优取向Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的剩余极化强度P_r=15μC/cm^2, 矫顽力E_c=48kV/cm.

采用射频磁控溅射法制备了HA(+ZrO₂+Y₂O₃)/Ti6Al4V 生物复合涂层. 借助于XRD、SEM、FTIR和AFM等对溅射涂层的相组成、微观形貌和界面结合进行了研究, 并以模拟体液试验探讨了涂层的生物活性. 实验结果表明: 磁控溅射的复合涂层呈非晶态, 经过退火处理, 可以使其转化为晶态; 复合涂层的微观表面凹凸不平, 并呈现网状结构和较多的孔隙, 其孔隙直径约为0.5～2.0μm, 孔隙面积占涂层表面积的30%～40%; HA(+ZrO₂+Y₂O₃)/Ti6Al4V 复合涂层的界面结合强度随(ZrO₂+Y₂O₃)复合颗粒含量的增大和溅射功率的提高而增强, 最高可达59.6MPa. 复合涂层在模拟体液中浸泡一段时间后, 表面覆盖一层新生物质---含有CO₃^2-的类骨磷灰石, 其晶粒非常小, 它与自然骨中无机相的结构成分相似, 表明复合涂层具有良好的生物活性.

使用电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积方法(ECR-CVD), 以Fe₃O₄纳米粒子为催化剂, 多孔硅为基底, 采用CH₄/H₂和CH₄/B₂H₆/H₂两种气源在连续的CVD过程中大量合成了一种新型的纳米管异质结构. 扫描电镜(SEM) 和透射电镜(TEM)观察表明: 合成的异质结构一端是类竹节状的掺硼碳纳米管, 另一端是光滑中空的纯碳纳米管. 异质结构采用底端生长模式, 先行生长的掺硼纳米管处于纳米管结构的顶端.

以KMnO₄ 和N₄ (CH₂)₆为主要原料, 在130℃反应16h, 水热法制备了MnOOH纳米棒, 并利用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等手段对产物进行了表征. 探索了KMnO₄ 和N₄ (CH₂)₆间的摩尔比以及反应温度对合成产物的影响. 实验结果表明:产物为具有单斜结构的MnOOH纯相, 形貌为棒状, 呈现单晶特性.

采用KOH为活化剂, 通过改变活化剂用量, 得到不同活化程度的活性碳纳米管. 将这些ACNTs分别作为电极材料应用于电化学超级电容器, 经电化学容量性能测试, 发现ACNTs的电化学容量随活化剂用量的变化而变化, 当m_KOH/m _CNTs=3时, 达到最大值. 同时用TEM和HRTEM对CNTs进行形貌分析, 用氮气自动吸附仪测试了ACNTs的比表面积和等温吸附曲线, 发现ACNTs的电化学容量随活化剂用量的变化与其BET比表面积有直接关系, 其BET比表面积的大小决定其电化学容量的高低.

利用溶胶-凝胶法低温合成了钒掺杂硅酸盐氧基磷灰石La₉(SiO₄)_6-x(VO₄)_xO_1.5+0.5x (x=0、0.5 和1), 经XRD表征所得产品为磷灰石相. 以电化学阻抗谱研究了其导电性能, V的掺杂使电导率大大提高, 700℃C时La₉(SiO₄)₅(VO₄)O₂电导率为5.23×10^-3S·cm^-1, 与未掺杂V的La₉(SiO₄)₆O_1.5相比提高了5倍. 氧分压P_O2=10⁵～1Pa时, La₉(SiO₄)₆O_1.5的电导率不改变, 而La₉(SiO4)_5(VO₄)O₂的电导率则随着氧分压的降低而稍有增加, 表明钒的掺杂在体系中引入n型电子导电.

以KNO₃、Fe(NO₃)₃·9H₂O、TiO2为原料, 通过固相反应, 制备出一种新型的光催化材料K-Fe-Ti层状金属氧化物, 通过XRD、SEM以及TEM等分析表征, 考察了不同配比, 不同反应温度对产物结构和晶型的影响, 发现配比为K:Fe:Ti=0.4:0.5:1.3(摩尔比)在1000℃反应温度下合成的催化剂结晶度和纯度都是最高的. 并初探了这种新型层状金属氧化物在紫外光照射下的光催化制氢反应性能,产氢速率达到338.4μmol/h, 表明具有较高的光催化活性, 同时表现出显著的可见光吸收特性, 是一种具有潜在应用前景的新型光催化材料.

以正硅酸乙酯、钛酸异丙酯为前驱体, 尿素为沉淀剂, 改进的均匀沉淀法制备了TiO₂-SiO₂介孔复合材料, 用XRD、FTIR、氮气吸附-脱附、XPS等对材料进行了表征. 结果表明: Ti/Si摩尔比为0.5的介孔复合材料平均孔径为3.2nm, 比表面积达到609m²/g. 用光还原法在材料表面沉积适量的贵金属Pt, 大大提高了材料的光催化活性.

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料, 采用溶胶-凝胶法制备了硅溶胶, 研究了溶 胶体系中H₂O、盐酸的含量和不同溶剂对其电纺性能及分散形态的影响. FESEM 观察结果表明, 当H₂O/TEOS的摩尔比为1～2时, 电纺纤维表面光滑且连续, 当H₂O/TEOS的摩尔比为4时, 形成堆积在一起的圆形颗粒; 当HCl/TEOS的摩尔比 为0.01～0.10时, 随着HCl的增加, 电纺纤维相互粘结, 形成交叉的网状结 构; 用四氢呋喃和丙酮作溶剂电纺, 形成了珠节较多的纤维, 用乙醇电纺形 成了完全没有珠节的长纤维.

成功制备了高质量的Nd:YAG透明陶瓷, 激光测试样品的尺寸为3mm×3mm×3mm, 双面抛光、未镀膜, 最高连续输出能量为1003mW, 斜率效率为14%.