备和性质研究
Fe(OH)3溶胶制备纯化及性质实验报告
溶胶的制备、纯化及稳定性研究1、实验背景胶体现象无论在工农业生产中还是在日常生活中，都是常见的问题。
为了了解胶体现象，进而掌握其变化规律，进行胶体的制备及性质研究实验很有必要。
氢氧化铁胶体因其制备简单、带有颜色和稳定性好等特点被广泛应用于大学物理化学实验中，并且是高中化学中的一个重要实验。
但是采用电泳方法测定溶胶的电动电势（ζ）却是始终是一个难点，因为溶胶的电泳受诸多因素影响如：溶胶中胶粒形状、表面电荷数量、溶剂中电解质的种类、离子强度、PH、温度和所加电压。
2、实验要求(1)了解制备胶体的不同方法，学会制备Fe(OH)3溶胶。
(2)实验观察胶体的电泳现象，掌握电泳法测定胶体电动电势的技术。
(3)探讨不同外加电压、电泳时间、溶胶浓度、辅助液的pH值等因素对Fe(OH)3溶胶电动电势测定的影响。
(4)探讨不同电解质对所制备Fe(OH)3溶胶的聚沉值,掌握通过聚沉值判断溶胶荷电性质的方法。
二、实验部分1.实验原理溶胶的制备方法可分为分散法和凝聚法。
分散法是用适当方法把较大的物质颗粒变为胶体大小的质点，如机械法，电弧法，超声波法，胶溶法等；凝聚法是先制成难溶物的分子(或离子)的过饱和溶液，再使之相互结合成胶体粒子而得到溶胶，如物质蒸汽凝结法、变换分散介质法、化学反应法等。
Fe(OH)3溶胶的制备就是采用化学反应法使生成物呈过饱和状态，然后粒子再结合成溶胶。
在胶体分散系统中，由于胶体本身电离，或胶体从分散介质中有选择地吸附一定量的离子，使胶粒带有一定量的电荷。
显然，在胶粒四周的分散介质中，存在电量相同而符号相反的对应离子。
荷电的胶粒与分散介质间的电位差，称为ξ电位。
在外加电场的作用下，荷电的胶粒与分散介质间会发生相对运动。
胶粒向正极或负极（视胶粒荷负电或正电而定）移动的现象，称为电泳。
同一胶粒在同一电场中的移动速度由ξ电位的大小而定，所以 电位也称为电动电位。
测定ξ电位，对研究胶体系统的稳定性具有很大意义。
非晶态材料的制备和性质
非晶态材料的制备和性质随着科技的飞速发展，材料科学技术也随之不断进步。
作为一种新兴的材料，非晶态材料在各个领域都有广泛的应用，如电子、电工、力学、生物、化学等，因此其制备和性质研究备受关注。
一、非晶态材料的制备方法非晶态材料是一种没有长程有序结构的固体材料。
制备非晶态材料有多种方法，以下介绍其中几种。
1、快速凝固法快速凝固法是制备非晶态材料的最常用方法之一，其原理是通过快速冷却液态金属，使分子结构无法排列，从而形成非晶态材料。
快速凝固法分为多种，如单轴拉伸、液滴飞散、旋转坩埚等。
2、物理气相沉积法物理气相沉积法是在真空中通过鼓泡、溅射和蒸发等途径将材料沉积在基底上，形成非晶态材料。
常见的物理气相沉积法有热蒸发法、磁控溅射法和激光蒸发法等。
3、溶胶凝胶法溶胶凝胶法利用液相化学反应制备非晶态材料。
它的原理是通过在溶液中加入一定比例的试剂，使得所生成的凝胶液能够数十到数百度地加热固化，形成非晶态材料。
这种方法对于非晶金属氧化物材料的制备具有独特优势。
二、非晶态材料的性质由于非晶态材料的化学成分和物理结构的特殊性质，它具有很多独特的物理和化学性质。
以下将简要介绍几种常见的非晶态材料性质。
1、高热稳定性和良好的化学稳定性由于非晶态材料的结构更加紧密，非常难以发生物理和化学变化，因此非晶态材料具有高热稳定性和良好的化学稳定性。
这是一些化学储能和高温环境材料的理想选择。
2、优异的机械性能非晶态材料的内部结构类似于玻璃，在形变过程中，分子排列难以发生变化，从而使其具有优异的机械性能。
这种性质使得非晶态材料成为了开发高强度、高韧性和高导电性的材料的理想选择。
3、宽的电学响应范围由于非晶态材料中排列不规则，因此其电学响应范围非常宽。
这种特性使得非晶态材料在先进的光电技术中得到了广泛的应用。
4、特殊的磁性质一些非晶态材料具有特殊的磁性质，如低磁滞、高磁弛弦、高磁导率和高饱和磁感应强度等。
这使得非晶态材料成为了磁性储存器和传感器的重要材料。
含氮有机物的制备及其化学性质研究
含氮有机物的制备及其化学性质研究含氮有机物是指其中一些碳原子周围固定地结合着氮原子的一类有机化合物。
这些化合物在生物学、材料学、电子学以及医学等领域中都有着非常重要的应用。
因此，研究有机化学中含氮有机物的制备及其化学性质对于推动人类社会的科学技术进步具有重要意义。
含氮有机物的制备主要是通过化学合成实现的。
在实验室中，可以通过许多化学合成方法来制备含氮有机物，例如：重氮化反应、亲核取代反应、烷基氨基化反应、还原反应等。
其中，重氮化反应是一种非常重要的有机反应，该反应的机理是通过反应物中的亲电性取代反应引入重氮基，从而合成含氮有机物。
通过亲核取代反应也可以将一些亲核剂引入到分子中，以得到含氮有机物。
此外，在有机合成中，烷基氨基化反应也是非常常见的，该反应可以在碳和氮之间建立碳氮单键，从而制备含氮有机物。
而还原反应则是通过引入氢原子来实现合成含氮有机物。
除了制备方法，含氮有机物的化学性质也备受关注。
通过研究化学性质，可以更好地了解这些化合物在不同领域的应用。
首先，含氮有机物中含有一些因为氮原子参与的特殊化学键，例如C-N键、N-O键、N-NO键等，这些键具有在形成分子结构中有效调控的作用。
其次，含氮有机物的分子量非常不同，从小分子量到聚合物，因此化学性质也非常不同。
例如，一些较小的含氮有机物可以表现出光学、电学等性质，而分子量更大的含氮有机物具有更复杂的分子构型，可以被广泛地应用在催化、纳米技术、生物学等研究领域。
其次，含氮有机物常常存在着氢键的作用，这种作用对于分子的物理性质有着很大的影响，包括溶解度、热力学性质等。
因此，在含氮有机物的研究中，氢键的作用也需要我们十分重视。
总之，含氮有机物是有机化学中非常重要的一类化合物，具有广泛的应用价值。
通过实验室的化学合成以及对其化学性质的研究，我们可以更好地了解和应用这些化合物，为人类社会的各个领域的发展做出贡献。
【精品】石墨烯论文
【精品】石墨烯论文题目：石墨烯的制备及其性质研究摘要：本文研究了石墨烯的制备方法，包括机械剥离法、化学气相沉积法和电化学法。
我们对这些方法的优缺点进行了分析，并结合实验结果对比了它们的性能。
石墨烯是一种单层厚度只有一个原子的碳材料，具有高强度、高导热性、高电导性等优异物理和化学性质。
因此，石墨烯在电子学、催化、生物医学等多个领域都有广泛的应用前景。
关键词：石墨烯，制备方法，性能分析1. 石墨烯的制备方法1.1 机械剥离法机械剥离法是最早用于制备石墨烯的方法之一，其原理是利用机械力将石墨表面的单层碳原子剥离下来得到石墨烯。
这种方法简单易行，但生产效率较低，且难以控制石墨烯的大小和形状。
1.2 化学气相沉积法化学气相沉积法是一种将气体中的碳源沉积在衬底上生成石墨烯的方法。
该方法生产效率高，能够大规模制备石墨烯，但需要特殊的沉积设备，且产生的石墨烯数量受衬底材料的限制。
1.3 电化学法电化学法是利用电化学反应在石墨表面生成石墨烯。
这种方法操作简单易行，但还有待于进一步的研究改进。
2. 石墨烯的性能分析2.1 强度和硬度石墨烯具有极高的机械强度和硬度，其强度是钢的200倍以上，硬度是金刚石的2倍以上。
2.2 电子学性质石墨烯具有优异的电子学性质，电子迁移率高达10000cm2/Vs，使其在半导体、传感器等领域有广泛应用。
2.3 光学性质石墨烯在可见光到红外光谱范围内具有吸收率极高的特性，可用于太阳能电池和光伏电池等领域。
3. 结论从以上分析可知，石墨烯具有出色的物理和化学性质，且在多个领域都有广泛应用前景。
不同的制备方法具有各自的特点，需根据应用需求进行选择。
我们的研究结果有助于促进石墨烯的应用和发展。
单分子磁体的制备及其磁性质研究
单分子磁体的制备及其磁性质研究单分子磁体（Single-Molecule Magnets，简称SMMs）是一种具有特殊磁学性质的分子。
由于其特殊的磁学性质，单分子磁体已成为磁性材料研究领域的热点之一。
在此，将介绍单分子磁体的制备及其磁性质研究的相关内容。
一、单分子磁体的概念及特征单分子磁体一般由一个或多个金属离子和有机配体组成。
所含的磁性金属离子在配体的帮助下，可以形成具有磁性的“单分子”。
与普通的磁性材料不同，单分子磁体是非常小的，其大小一般在数纳米以下。
单分子磁体的最大特征是具有磁性滚珠的行为。
即在外层磁场的作用下，单分子磁体的自旋可以上下翻转，呈现类似于磁滚珠的磁性行为。
而SMMs磁滚珠的大小一般在几个纳米左右，这使得其具有优异的磁性性质。
二、单分子磁体的制备单分子磁体的制备是一个非常复杂的过程，需要设计新的配体分子并通过化学合成制备。
一般而言，单分子磁体的制备分为以下几个步骤：1、选择合适的金属离子。
通常使用的金属离子如铁、锰、铜、铬以及钴等。
2、制备配体分子。
常见的配体分子如porphyrin、phthalocyanine等。
3、将金属离子与配体分子作用。
制备单分子磁体是一种典型的自组装过程，金属离子与配体分子之间的作用力进而促进单分子磁体的形成。
4、对制备好的单分子磁体进行物理和化学表征。
磁学能级结构测量是单分子磁体表征的核心之一。
一般情况下，磁学测量需要通过其他技术手段（如电子顺磁共振、核磁共振等）来进行协助。
三、单分子磁体的磁性质研究单分子磁体的磁性质涵盖了多方面。
其中最重要的特征之一是单分子磁体对于外部磁场的响应行为。
对于磁斯托克差分（Magnetization）行为的研究被认为是研究SMMs的入门关键。
研究表明，单分子磁体的磁滚珠行为是非常稳定的，通常具有极长的自旋时间（spin relaxation）这也让单分子磁体成为了可高拓展的磁存储设备的一个热门发展方向。
此外，单分子磁体还具有潜在的应用价值，例如可应用于磁性催化、量子计算和磁性能量转换等领域。
了解离子反应的应用盐的制备与性质
了解离子反应的应用盐的制备与性质离子反应是化学反应中非常重要的一种类型，广泛应用于盐的制备与性质的研究和实践中。
本文将对离子反应的应用、盐的制备以及盐的性质进行详细介绍。
一、离子反应的应用离子反应是指在化学反应中，反应物中的一种或多种化合物发生电离并生成离子的过程。
离子反应的应用广泛，主要包括以下几个方面：1. 离子反应在化学分析中的应用离子反应可以用于化学分析中的阳离子和阴离子的检测和定量分析。
例如，常用的络合滴定法和沉淀滴定法都是基于离子反应进行的。
2. 离子反应在药物合成中的应用离子反应可以用于药物的合成过程中。
通过合适的反应条件和选择适当的反应物，可以合成具有特定功能和药理活性的药物。
3. 离子反应在工业生产中的应用离子反应在工业生产中也有重要应用，例如，在石油加工中，可以通过离子反应将石油中的杂质与石油分离出来，提高石油的纯度。
二、盐的制备离子反应在盐的制备中起着重要的作用，下面以几种常见的盐为例，介绍其制备方法：1. 氯化钠(NaCl)的制备氯化钠是最常见的盐之一，它可以通过氯化氢(HCl)与氢氧化钠(NaOH)的中和反应制备而成。
反应方程式为：HCl + Na OH → NaCl + H₂O2. 硫酸铜(CuSO₄)的制备硫酸铜可以通过铜(Cu)与硫酸(H₂SO₄)的反应制备而成。
反应方程式为：Cu + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O + SO₂3. 碳酸钠(Na₂CO₃)的制备碳酸钠可以通过二氧化碳(CO₂)与氢氧化钠的反应制备而成。
反应方程式为：CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O三、盐的性质盐具有多种不同的性质，下面以几种常见的盐为例，介绍其性质：1. 氯化钠(NaCl)的性质氯化钠是一种无色结晶固体，具有较高的溶解度。
它在水中可以完全离解成钠离子(Na⁺)和氯离子(Cl⁻)。
氯化钠具有融点较高、热稳定性好等特点。
2. 硫酸铜(CuSO₄)的性质硫酸铜是一种蓝色结晶固体，具有一定的溶解度。
非线性光学晶体的制备及光学性质研究
非线性光学晶体的制备及光学性质研究随着现代科学技术的不断发展，人们对光学材料的要求也变得越来越高，而非线性光学晶体作为一种具有优良光学性质的材料，一直备受关注。
一、非线性光学晶体的定义及其应用非线性光学晶体是指当它受到光的激发时，其光学性质会发生非线性变化的一种材料。
相比于线性光学晶体而言，非线性光学晶体拥有更加丰富的光学性质，在高能激光脉冲、光电子技术、光通信、激光医疗等领域有广泛应用。
二、非线性光学晶体的制备非线性光学晶体的制备方法多种多样，常用的有化学合成法、物理气相沉积法、溶液法、自组装法等。
其中，化学合成法和物理气相沉积法应用较为广泛。
1、化学合成法化学合成法是利用化学反应在溶液或者固体中合成非线性光学晶体。
常用的合成方法有溶胶-凝胶法、水热合成法等。
这些方法制备非线性光学晶体具有简单、低成本、高纯度和制备出的晶体形状可控等优点，但同时由于制备过程中可能产生副产物，对晶体光学性质可能造成负面影响。
2、物理气相沉积法物理气相沉积法是利用高温高压的条件下，将激发源热蒸发或者等离子体腐蚀的材料蒸发到基底上形成晶体。
该方法的优点是制备出的非线性光学晶体的质量较高，且对制备的晶体形状掌握度比较高，但同时也存在设备成本高、制备过程繁琐的问题。
三、非线性光学晶体的光学性质研究非线性光学晶体的光学性质研究是了解其应用价值的关键，常用的研究手段有非线性光学效应测验、光谱分析等。
1、非线性光学效应测验非线性光学效应是非线性光学晶体的重要性质之一，通过测量非线性光学效应，可以了解非线性光学晶体的光学性能。
常用的非线性光学效应测验方法有倍频、和频、差频效应测验等。
2、光谱分析非线性光学晶体的光谱分析也是了解光学性质的重要手段之一。
基于不同的测量方法，常用的光谱分析仪器有离子色谱、示波光谱仪、自然光算法等。
总之，非线性光学晶体在人们日常生活中已经不可或缺，其制备和研究都是当代科学技术的重要方面。
随着人类科学技术的不断发展，相信非线性光学晶体的未来一定会更加广阔。
杂化纳米材料的制备及其性质学研究
杂化纳米材料的制备及其性质学研究随着纳米技术的发展，我们越来越能看到纳米材料在各个领域的应用。
其中，杂化纳米材料是一种将两种或多种不同的纳米材料结合成一个复合体的材料。
这些纳米材料可以是有机物、无机物，甚至是生物材料。
本文将介绍杂化纳米材料的制备方式及其性质学研究。
一、杂化纳米材料的制备方式制备杂化纳米材料的方法多种多样，包括物理法、化学法、生物法等。
这里我们简单地介绍几种常见的方法。
1. 化学还原法化学还原法是一种有效并广泛使用的制备杂化纳米材料的方法。
该方法基于化学还原反应，将金属离子还原成相应的金属纳米颗粒。
在这个过程中，有机或无机表面活性剂可以用来控制纳米颗粒的大小和形状。
此外，表面修饰剂可以用来使金属纳米颗粒与其他材料进行结合。
2. 氧化剂/还原剂法氧化剂/还原剂法是利用氧化剂和还原剂控制纳米颗粒生长过程的方法。
氧化剂可使金属盐离子氧化成金属离子，还原剂则反之。
通过选择合适的氧化还原剂，可以控制金属纳米颗粒的形状和大小，并将其与其他材料结合。
3. 溶液凝胶法溶液凝胶法是一种纳米材料制备技术，通过控制成核和生长过程来形成纳米颗粒。
在此过程中，高浓度的金属盐溶液或有机化合物被稀释成合适浓度，然后调节成核和生长参数以形成所需要的纳米颗粒。
二、杂化纳米材料的性质学研究1. 光学性质杂化纳米材料的光学性质是由其所包含的成分和结构特征决定的。
例如，由金属纳米颗粒和半导体纳米颗粒组成的杂化纳米材料，其光学性质主要受金属纳米颗粒表面等离子激元的影响。
而将金属纳米颗粒与荧光染料或荧光标记结合，可以产生增强荧光效果。
2. 电子性质杂化纳米材料的电子性质包括导电性和电催化性能等。
例如，将金属纳米颗粒和导电高分子组合形成杂化纳米材料，可以获得高导电性，并且还可以调节导电性能。
3. 磁性能将金属纳米颗粒与磁性材料结合可以形成磁性杂化纳米材料，这些材料不仅具有磁性，还可以控制磁性特性的大小和强度。
这些磁性杂化纳米材料可以用于医学诊断和治疗、环境治理等领域。
氢化镁的制备及其物理性质研究
氢化镁的制备及其物理性质研究氢化镁是一种重要的无机化合物，广泛应用于金属制备、药物合成、氢源等领域。
本文将介绍氢化镁的制备方法及其物理性质研究成果。
一、氢化镁的制备方法目前常用的氢化镁的制备方法有以下两种：1.氢气还原法将氯化镁与氢气混合在加热条件下进行反应，可以得到氢化镁。
反应方程式为：MgCl2 + H2 → MgH2 + 2HCl2.硅烷还原法将氯化镁与硅烷反应，可以得到氢化镁。
反应方程式为：MgCl2 + SiH4 → MgH2 + SiCl4以上两种制备方法的主要区别在于反应条件和反应产物的纯度。
氢气还原法一般可以获得高纯度的氢化镁，但需要较高的反应温度和压力，同时产生的氢氯酸对环境有一定的影响。
硅烷还原法则不需要高温高压，但产物的纯度较低。
二、氢化镁的物理性质研究1.结构性质氢化镁的晶体结构为六方密堆积晶体结构，其中镁离子和氢离子以μ2-三中心键相连，形成镁三聚体和氢三聚体。
氢离子之间的磁偶极相互作用及氢键作用使得氢化镁晶体表现出较强的极性。
2.热性质氢化镁在室温下是稳定的，但在高温下会分解为镁和氢气。
氢化镁的分解温度与样品的纯度有关，通常约为300℃。
氢化镁的热分解动力学研究表明，分解反应为双分子反应，反应速率受温度影响较大。
3.储氢性质由于氢离子的较小半径和氢化镁晶体的极性，氢离子在氢化镁晶体中显示出较高的动力学活性，可以被很容易地吸附和释放。
因此，氢化镁具有良好的储氢性能，在氢能源领域有较大的应用前景。
4.光学性质氢化镁对红外光有一定的吸收，可以用于红外激光测温和红外吸收光谱的测定。
同时，氢化镁还具有较高的可见光透过性和较低的折射率，可以作为透明导电材料应用于太阳能电池和显示器件中。
结语氢化镁是一种重要的无机化合物，具有较高的储氢性能和广泛的应用前景。
本文介绍了氢化镁的制备方法和物理性质研究成果，希望能对氢化镁的应用和研究提供参考。
蛋白质药物的制备与性质研究
蛋白质药物的制备与性质研究蛋白质药物是现代医学领域的重要研究方向之一。
随着人类基因组的解析和疾病机理的深入了解，越来越多的蛋白质被发现与疾病的发生和发展密切相关，因此针对这些蛋白质的药物研发成为了治疗各种疾病的重要手段之一。
本文将围绕蛋白质药物的制备与性质研究展开。
一、蛋白质药物的制备方法传统的蛋白质药物制备方法主要是从动物或人类血清中提取单克隆抗体并进行纯化，这种方法的缺点在于来源受限且成本较高。
近年来，蛋白质工程技术得到了广泛应用，其基本思想是通过基因工程技术改变蛋白质的氨基酸序列从而获得具有特殊功能的蛋白质。
具体的制备方法包括以下几种：1. 基因重组技术基因重组技术是指将人工合成的DNA片段导入宿主细胞中，利用宿主的生物学功能表达出制药所需蛋白质的方法。
这种方法可以获得高纯度的蛋白质，并且具有高度的重复性和稳定性。
2. 化学合成技术化学合成技术是指在实验室内合成蛋白质的方法，主要是通过合成氨基酸来组装出目标蛋白质的结构，具有无源性和无传染性。
3. 基因编辑技术基因编辑技术是指通过在基因组中直接编辑特定的序列来产生具有特定性质的蛋白质。
这种方法具有高度的可控性和精准性，但是目前尚存在伦理和安全性问题。
以上三种方法是目前常用的蛋白质药物制备方法，各有优劣之处，具体应用需根据具体情况选择。
二、蛋白质药物的性质研究蛋白质药物的性质研究是药物研发过程中必不可少的一环，主要包括药效、稳定性、毒性和免疫原性等方面的研究。
1. 药效药效是指药物对特定疾病治疗效果的评估。
蛋白质药物的药效评估需要通过体内外实验验证，常用的实验方法包括动物试验、细胞实验和分子模拟等。
2. 稳定性蛋白质药物的稳定性是指其在储存、运输和使用过程中的稳定性。
蛋白质药物易受温度、pH值、乙醇浓度等因素的影响，因此稳定性研究是药物研发中非常重要的一个环节。
3. 毒性蛋白质药物的毒性研究是评估药物安全性的重要手段，主要通过动物实验和细胞实验来进行评估。
芳香酮类化合物的制备与反应性质研究
芳香酮类化合物的制备与反应性质研究芳香酮类化合物是一类在有机合成中广泛应用的化合物，具有多样的结构和广泛的应用领域。
本文将探讨芳香酮类化合物的制备方法以及其反应性质的研究。
一、芳香酮类化合物的制备方法芳香酮类化合物的制备方法多种多样，其中最常见的方法是酰基化反应。
酰基化反应是通过酰基化试剂与芳香化合物发生反应，生成芳香酮类化合物。
常用的酰基化试剂有酰氯、酰溴和酰酸等。
这些试剂在反应中能够与芳香化合物中的氢原子发生取代反应，从而生成芳香酮类化合物。
除了酰基化反应，还有其他一些方法可以制备芳香酮类化合物。
例如，通过氧化反应可以将芳香化合物氧化为芳香酮类化合物。
还有通过氨基化反应、硝基化反应等方法也可以制备芳香酮类化合物。
这些方法的选择取决于反应条件和所需产物的结构。
二、芳香酮类化合物的反应性质研究芳香酮类化合物具有丰富的反应性质，可以参与多种有机反应。
其中最常见的反应是亲核加成反应和亲电取代反应。
亲核加成反应是指亲核试剂与芳香酮类化合物发生反应，生成新的化合物。
这种反应是通过亲核试剂中的亲核部分与芳香酮类化合物中的亲电部分发生反应，从而形成新的化学键。
亲核试剂可以是醇、胺、硫醇等，而芳香酮类化合物中的亲电部分通常是羰基碳。
亲电取代反应是指亲电试剂与芳香酮类化合物发生反应，生成新的化合物。
这种反应是通过亲电试剂中的亲电部分与芳香酮类化合物中的亲核部分发生反应，从而形成新的化学键。
亲电试剂可以是卤素、烷基卤化物等，而芳香酮类化合物中的亲核部分通常是芳环上的氢原子。
除了亲核加成反应和亲电取代反应，芳香酮类化合物还可以参与其他一些特殊的反应。
例如，它们可以发生烯醇异构化反应，生成烯醇化合物。
此外，它们还可以发生氧化反应、还原反应等。
三、芳香酮类化合物的应用领域芳香酮类化合物具有广泛的应用领域，特别是在药物合成和材料科学领域。
许多药物分子中都含有芳香酮结构，因此芳香酮类化合物的制备和研究对于药物合成具有重要意义。
胶体的制备与性质实验报告
胶体的制备与性质实验报告实验目的：1.了解胶体的定义和性质；2.掌握胶体的制备方法；3.研究不同胶体的性质差异。
实验器材和试剂：1.玻璃杯；2.高锰酸钾；3.苏打粉；4.蒸馏水；5.盐酸；6.红石晶；7.至少三种不同颜色的食盐；8.锌粉；9.红蓝墨水；10.黄色农药；11.过滤纸；12.透明胶体溶液。
实验步骤：1.制备高锰酸钾胶体溶液。
a.取一小团红石晶并粉碎。
b.将粉碎后的红石晶加入一杯蒸馏水中，搅拌直至溶解。
c.将适量的高锰酸钾溶液加入上一步骤中的溶液中，搅拌均匀。
d.观察溶液的状态并记录。
2.制备食盐胶体溶液。
a.分别取三杯蒸馏水，添加少量的红、蓝、黄色的食盐，分别搅拌均匀。
b.观察溶液的状态并记录。
3.制备金属胶体溶液。
a.取一小团锌粉。
b.将锌粉添加到一杯盐酸中，搅拌均匀。
c.观察溶液的状态并记录。
4.制备墨水胶体溶液。
a.取一小团红蓝墨水。
b.将红蓝墨水加入一杯蒸馏水中，搅拌均匀，直至溶解。
c.观察溶液的状态并记录。
5.制备农药胶体溶液。
a.取一小团黄色农药，加入一杯蒸馏水中，搅拌均匀，直至溶解。
b.观察溶液的状态并记录。
实验结果与讨论：1.高锰酸钾溶液在搅拌过程中由混浊慢慢变得透明，形成了高锰酸钾胶体溶液。
胶体的形成是由于胶体颗粒的分散相与连续相（溶液）之间的相互作用所引起的。
在该实验中，高锰酸钾胶体溶液的分散相是颗粒形式的高锰酸钾，而连续相为水。
2.食盐胶体溶液由于其颗粒较小，无法通过肉眼观察到。
通过搅拌后，颜色均匀的溶液形成了胶体。
实验证明，在适当的条件下，晶体溶解过程中会形成胶体溶液，其中晶体颗粒成为胶体溶液的分散相。
3.金属胶体溶液形成了由细小金属颗粒分散在溶液中的胶体。
金属颗粒的形成是由于加入盐酸后，锌粉与酸发生了反应，产生了氢气和溶解了的锌离子。
锌离子在溶液中形成了胶体溶液的分散相。
4.墨水胶体溶液在搅拌后形成了胶体。
墨水中的色素颗粒通过分散在溶剂中的胶体性质形成了胶体溶液。
胶体的制备与性质实验报告
胶体的制备与性质实验报告实验名称：胶体的制备与性质实验报告实验目的：1. 了解胶体的概念和特点。
2. 掌握制备胶体的常用方法。
3. 研究不同类型胶体的性质和特点。
实验器材：1. 玻璃棒2. 烧杯3. 袋式过滤器4. 水槽5. 水6. 正电胶体和负电胶体悬浮液各一份实验步骤：1. 分别将正电胶体和负电胶体悬浮液倒入两个烧杯中。
2. 使用玻璃棒，将两份悬浮液分别搅拌均匀。
3. 将两份悬浮液倒入一个袋式过滤器中。
4. 将过滤后得到的胶体用水洗涤干净。
5. 在水槽中观察胶体的形态和状态。
实验结果：经过制备和观察，可以得出以下结论：1. 胶体是由微小的颗粒或化合物分散在介质（如空气、水）中形成的均匀混合液体。
2. 胶体具有与介质相同的形状和状态，透明或半透明，不易沉淀。
3. 负电胶体的颗粒带有负电荷，在强烈的电场作用下会产生负电荷的向正极方向运动。
4. 正电胶体的颗粒带有正电荷，在强烈的电场作用下会产生正电荷的向负极方向运动。
5. 胶体能够有效地吸附溶液中的杂质和微粒，具有一定的稳定性。
实验分析：本次实验通过制备和观察不同类型胶体的形态和状态，掌握了胶体的制备方法和特点，了解了其在电场中的运动和稳定性等性质。
通过对实验结果的分析，可以得出结论，胶体是一种独特的物质形态，具有稳定性和吸附性，可以广泛应用于工业生产、科学研究和日常生活等领域。
实验结论：本次实验的研究对象是胶体的制备和性质，通过制备不同类型胶体和观察其形态和状态，掌握了胶体的制备方法和特点，了解了其在电场中的运动和稳定性等性质。
经过实验，得出结论，胶体是由微小的颗粒或化合物分散在介质中形成的均匀混合液体，具有稳定性、吸附性和透明性等特点，可以应用于多个领域。
硫酸溶液实验报告
实验名称：硫酸溶液的制备与性质研究实验目的：1. 学习硫酸溶液的制备方法。
2. 掌握硫酸溶液的性质及检测方法。
3. 培养实验操作技能和实验报告撰写能力。
实验时间：2021年X月X日实验地点：化学实验室实验仪器与试剂：1. 仪器：烧杯、量筒、玻璃棒、滴定管、锥形瓶、试管、酒精灯、加热装置、干燥器、pH计等。
2. 试剂：浓硫酸、蒸馏水、氢氧化钠溶液、酚酞指示剂、氯化钡溶液、硫酸铜溶液等。
实验原理：硫酸（H2SO4）是一种强酸，具有以下性质：1. 溶于水时放出大量热。
2. 具有强氧化性。
3. 与碱反应生成盐和水。
4. 与金属反应生成盐和氢气。
实验步骤：1. 硫酸溶液的制备：（1）将烧杯置于铁架台上，加入适量的蒸馏水。
（2）将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入水中，边倒边搅拌，防止溶液飞溅。
（3）待溶液冷却后，转移至量筒中，用蒸馏水定容至所需浓度。
2. 硫酸溶液性质的检测：（1）检测硫酸溶液的酸性：将少量硫酸溶液滴入酚酞指示剂，观察颜色变化。
若溶液变红，则表明硫酸溶液呈酸性。
（2）检测硫酸溶液的氧化性：取少量硫酸溶液于试管中，加入少量铜片，加热。
若铜片表面出现气泡，则表明硫酸溶液具有氧化性。
（3）检测硫酸溶液的还原性：取少量硫酸溶液于试管中，加入少量锌片，加热。
若锌片表面出现气泡，则表明硫酸溶液具有还原性。
（4）检测硫酸溶液与碱的反应：取少量硫酸溶液于锥形瓶中，加入少量氢氧化钠溶液，观察溶液颜色变化。
若溶液颜色由无色变为红色，则表明硫酸溶液与碱反应生成盐和水。
（5）检测硫酸溶液与氯化钡溶液的反应：取少量硫酸溶液于试管中，加入少量氯化钡溶液，观察溶液颜色变化。
若溶液中出现白色沉淀，则表明硫酸溶液与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀。
实验结果与分析：1. 硫酸溶液的制备：成功制备了所需浓度的硫酸溶液。
2. 硫酸溶液性质的检测：（1）硫酸溶液呈酸性，pH值约为1.2。
（2）硫酸溶液具有氧化性，能将铜片氧化。
（3）硫酸溶液具有还原性，能将锌片还原。
氢气的制备与性质
氢气的制备与性质氢气在生物、工业和能源等领域都有广泛的应用，因此对于氢气的制备与性质有着重要的研究价值。
本文将介绍几种常见的氢气制备方法，并对氢气的性质进行分析。
一、氢气的制备方法1. 水与金属反应制备氢气：水与碱金属如钾或钠反应生成氢气的反应，常用的方程式为：2H2O + 2Na → 2NaOH + H2↑这种方法相对简单，但需要防止金属与水反应时的剧烈放热和氢气的爆炸性质。
2. 金属与酸反应制备氢气：金属与酸反应也能制备氢气，常用的方程式为：2HCl + Zn → ZnCl2 + H2↑这种方法适用于小规模制备氢气，但操作时需要注意控制反应速率和温度。
3. 电解水制备氢气：电解水是一种可靠、安全的氢气制备方法。
将水溶液通过电解，用电流将水分解成氢气和氧气。
电解水制备氢气的方程式为：2H2O → 2H2↑ + O2↑这种方法虽然能够大规模制备氢气，但电解水设备的投资和维护成本相对较高。
4. 天然气重整制备氢气：天然气中的甲烷可通过重整反应制备氢气。
该反应使得甲烷分解成一氧化碳和氢气。
具体的化学方程式为：CH4 + H2O → CO + 3H2↑该方法能够高效地制备氢气，但需要考虑废气处理和碳排放等环境问题。
二、氢气的性质1. 密度低：氢气是轻质气体，其密度远低于空气。
这使得氢气在空气中上升速度较快，容易产生火灾和爆炸危险。
因此，在氢气的储存和输送过程中需要特殊的安全措施。
2. 可燃性：氢气是一种高度可燃气体。
它能够与氧气反应产生大量的热量和水。
这使得氢气成为一种理想的燃料，但也带来了火灾和爆炸的风险。
因此，在氢气的使用过程中需要采取防火措施。
3. 热导性强：氢气具有较高的热导率，这使得氢气在燃烧过程中能够迅速传递热量。
因此，在应用中需要注意控制氢气的燃烧速率和温度，以防止危险的火灾和爆炸。
4. 无色无味：氢气是一种无色无味的气体，不会对环境产生污染。
这使得氢气成为一种清洁能源的候选者，对环境和人体健康没有直接危害。
物理化学实验报告讲义胶体的制备及性质研究
实验35 胶体的制备及性质研究预习要求：1、了解溶胶的各种制备方法；明确本实验Fe(OH)3溶胶的制备方法。
2、本实验中溶胶粒子带电的原因。
3、溶胶纯化的目的；溶胶纯化时先在热水中渗析几遍的原因。
4、了解棉胶液的组成；棉胶液形成半透膜的原因。
实验目的1．掌握Fe(OH)3溶胶的制备方法和纯化方法。
2．观察溶胶的电泳现象并了解其电学性质。
3．掌握电泳法测定胶粒电泳速度和溶胶电动电位（ζ电位）的方法。
4．了解溶胶的光学性质及不同电解质对溶胶的聚沉作用。
实验原理溶胶是一个多相系统，胶粒（分散相）大小在1~1000 nm之间，是热力学不稳定系统。
溶胶的制备方法分为两大类：把较大的物质颗粒变为胶体大小质点的分散法，以及把物质的分子或离子聚集成胶体大小质点的凝聚法。
本实验中Fe(OH)3溶胶的制备采用化学反应凝聚法，即通过化学反应使生成物呈过饱和状态，然后粒子再结合为溶胶。
新制的溶胶中常有杂质存在而影响其稳定性，因此必须纯化。
常用的纯化方法是半透膜渗析法。
半透膜的特点是其孔径只允许电解质离子及小分子透过，而胶粒不能透过。
提高渗析温度或搅拌渗析液，均可提高渗析效率。
固体粒子由于自身电离或选择性吸附某种离子及其他原因而带电，带电的固体粒子称为胶核。
在胶核周围的分散介质中分布着与胶核电性相反、电量相等的反离子。
部分反离子由于静电引力紧密吸附在胶核表面，形成紧密层；剩余的反离子由于热运动，分布于紧密层外至溶液本体的扩散层中。
扩散层的厚度随外界条件（温度、系统中电解质浓度、及离子价态）而改变。
由于离子的溶剂化作用，紧密层结合有一定量的溶剂分子，在外加电场作用下，紧密层与胶核作为一个整体（胶粒）移动，扩散层中的反离子向相反电极方向移动。
这种分散相粒子在电场作用下相对于分散介质的运动称为电泳。
带电的胶粒与带有反离子的扩散层发生相对移动的分界面，称为滑动面。
滑动面与液体内部的电位差称为电动电位（或ζ电位）。
电动电位是描述溶胶特性的重要物理量。
纳米线阵列的制备与光学性质研究
纳米线阵列的制备与光学性质研究纳米技术作为一项前沿领域的科学研究和应用，正在逐渐改变我们的生活。
纳米线阵列作为纳米材料的一种形式，在光学领域具有广阔的应用前景。
本文将介绍纳米线阵列的制备方法以及其在光学性质研究中的重要性。
一、纳米线阵列的制备方法纳米线阵列的制备方法有很多种，包括溶液法、气相法和机械法等。
其中，溶液法是较为常见且简便易行的制备方法之一。
在溶液法中，常用的方法包括化学合成、电沉积和电化学合成等。
以化学合成为例，一般通过控制反应条件和添加合适的表面活性剂，可以使得溶液中的纳米粒子自组装成纳米线阵列。
此外，通过电沉积和电化学合成方法，在电极表面活性剂催化下，也可以制备出高质量的纳米线阵列。
二、纳米线阵列的光学性质研究纳米线阵列在光学领域的研究主要集中在其光学性质上。
由于纳米线阵列具有亚波长尺寸特征，其光学特性显著不同于传统材料。
其中，纳米线阵列的表面等离子体共振效应是其重要的光学特性之一。
表面等离子体共振效应是指当纳米线的直径和周期等尺寸接近光波波长时，光波的能量被局域在纳米线表面附近，从而引发强烈的电磁场增强效应。
这种电磁场增强效应对于传感、光催化和光电器件等应用具有重要意义。
除了表面等离子体共振效应外，纳米线阵列还具备其他多样的光学性质。
例如，纳米线阵列在可见光区域呈现出强烈的散射现象，这是由于纳米线电磁场局域和细长形状导致的。
此外，纳米线阵列的聚集现象也影响着其光学性质。
当纳米线密度较高时，不同纳米线之间会发生相互作用，从而导致光学性质的变化。
这种纳米线聚集效应可以通过制备不同纳米线间距进行调控。
三、纳米线阵列在应用中的前景纳米线阵列在光学领域具有广泛的应用前景。
通过调控纳米线的尺寸、形状和间距等参数，可以实现对其光学性质的调控，进而应用于传感和检测、光电器件、光催化和表面增强拉曼散射等领域。
例如，利用纳米线阵列的表面等离子体共振效应，可以实现高灵敏度的传感器，可以用于检测生物分子、气体和化学物质等。
化学盐的制备与性质
化学盐的制备与性质化学盐是由阳离子和阴离子通过离子键结合而成的化合物。
它们广泛存在于我们周围的自然界和人工合成物中，具有多种重要的性质和应用。
本文将探讨化学盐的制备方法以及它们的性质。
一、化学盐的制备方法化学盐的制备方法多种多样，下面将介绍几种常见的制备方法。
1. 直接相互反应法直接相互反应法是最常见的制备化学盐的方法之一。
它通过将两种或多种反应物直接混合反应，生成所需的化学盐。
例如，氯化钠可以通过将氯气和金属钠直接反应而成。
2. 酸碱中和法酸碱中和法是制备无机盐的常用方法。
它是通过酸与碱之间的中和反应生成盐和水。
例如，硫酸与氢氧化钠反应可以得到硫酸钠和水。
3. 氧化还原反应法氧化还原反应法也是制备化学盐的重要方法之一。
它是通过氧化剂和还原剂之间的反应生成盐。
例如，氯气和氢气反应可以生成氯化氢。
二、化学盐的性质化学盐具有多种性质，下面将介绍它们的一些重要性质。
1. 熔点和沸点化学盐的熔点和沸点因其组成元素的不同而有所差异。
一般来说，无机盐的熔点和沸点较高，而有机盐的熔点和沸点较低。
2. 溶解性化学盐的溶解性是指在特定条件下溶解于水或其他溶剂中的能力。
有些盐具有良好的溶解性，如氯化钠，可以在水中迅速溶解。
而有些盐的溶解性较差，如碳酸钙，只能在高温下溶解。
3. 导电性化学盐在溶液中具有良好的导电性。
这是因为当化学盐溶解时，阳离子和阴离子会分离并在溶液中自由移动，形成电流。
这也是为什么溶液中的盐水能够导电的原因。
4. 化学反应性化学盐具有一定的化学反应性。
它们可以与其他物质发生化学反应，产生新的化合物。
例如，氯化钠可以与硫酸反应生成硫酸钠和氯化氢。
5. 应用化学盐在生活中有广泛的应用。
例如，氯化钠被用作食盐，碳酸钙被用作建筑材料，硫酸铁被用作蓄电池等。
三、结论化学盐的制备与性质是化学研究中重要的内容。
通过不同的制备方法可以得到各种化学盐，它们具有不同的性质和应用。
了解化学盐的制备方法和性质有助于我们更好地理解和应用这些化合物。
表面活性剂的制备与性质研究
表面活性剂的制备与性质研究表面活性剂是一种可以降低液体表面张力的化学物质，广泛应用于化妆品、清洁用品、纺织品、涂料等领域。
表面活性剂的制备和性质研究是一项重要的研究课题，本文就此进行探讨。
一、表面活性剂的制备表面活性剂的制备方法主要包括合成法、提取法和改性法。
其中最常用的是合成法，以下介绍几种常见的表面活性剂合成方法。
1、乳化聚合法乳化聚合法是一种常用的表面活性剂制备方法，主要原理是将水相和油相分别悬浮在一起，然后在乳化剂的作用下，将两相分散进一步聚合，最终得到表面活性剂。
2、反应缩聚法反应缩聚法是一种通过缩合反应得到表面活性剂的方法。
通常使用有机酸、偶联剂和胺类物质作为原料，在反应过程中将它们的分子结构缩聚，从而得到表面活性剂。
3、硫化法硫化法是制备硫化表面活性剂的方法，主要原理是将有机物或芳香烃在一定条件下，与硫化剂（如氧化硫、硫磺等）反应，生成含有硫醚键的表面活性剂。
二、表面活性剂的性质研究1、表面张力表面活性剂的最主要功能是降低液体表面张力，从而使液体表面变得更加平滑。
降低表面张力的效果可通过测定和比较此前未添加表面活性剂的液体表面张力和添加表面活性剂后的液体表面张力来进行评估。
2、乳化能力表面活性剂具有良好的乳化能力，可将两个不相溶的液体混合在一起，形成一种更加稳定的混合物。
一般来说，乳化能力越强，混合物的稳定性就越好。
3、表面微观性质表面活性剂分子在固气、液气和液液接界面上吸附的微观行为是表面活性剂研究中的关键问题。
研究表面活性剂分子在不同的条件下（温度、pH值等）对液体表面性质的影响可以帮助人们理解其吸附行为。
4、毒性评估表面活性剂的毒性评估是重要的环境安全问题。
常见的评估方法包括细胞毒性测试、急性毒性测试和慢性毒性测试等。
同时，对表面活性剂在不同环境下的生物降解性质也需要进一步研究。
总之，表面活性剂的制备和性质研究是一项具有广泛应用价值的课题。
通过深入研究表面活性剂的制备和性质，能够为化妆品、清洁用品、纺织品、涂料等领域提供有效的技术支持，同时也有助于保障环境安全。
胶体的制备与性质实验报告
胶体的制备与性质实验报告胶体的制备与性质实验报告引言：胶体是一种特殊的物质，由微小颗粒悬浮于分散介质中形成。
在我们的日常生活中，许多物质都属于胶体，如牛奶、墨水和乳胶等。
胶体的制备和性质研究对于我们理解和应用这些物质具有重要意义。
本实验旨在通过制备胶体溶液，并研究其性质，来深入了解胶体的制备与性质。
实验一：胶体的制备1. 实验材料和仪器：- 胶体试样：蛋白质溶液、淀粉溶液、二氧化硅溶胶等- 实验器材：试管、滴管、搅拌棒等2. 实验步骤：a) 取三个试管，分别加入适量的蛋白质溶液、淀粉溶液和二氧化硅溶胶。
b) 在每个试管中加入等量的水，并充分搅拌。
c) 观察试管中溶液的变化。
3. 实验结果与讨论：a) 蛋白质溶液形成了乳白色的胶体溶液，表现出浑浊的外观。
b) 淀粉溶液没有形成胶体，仍然是透明的溶液。
c) 二氧化硅溶胶形成了乳白色的胶体溶液，与蛋白质溶液相似。
通过这个实验，我们可以看到不同物质在水中的溶解性和分散性是不同的。
蛋白质和二氧化硅溶胶能够形成胶体溶液，而淀粉溶液则不能。
这是因为蛋白质和二氧化硅溶胶的颗粒大小适中，能够在水中形成悬浮状态。
而淀粉颗粒较大，无法均匀分散在水中，因此不能形成胶体。
实验二：胶体的性质1. 实验材料和仪器：- 胶体试样：蛋白质溶液、二氧化硅溶胶等- 实验器材：玻璃片、显微镜等2. 实验步骤：a) 将蛋白质溶液和二氧化硅溶胶分别滴在玻璃片上。
b) 用显微镜观察胶体溶液的微观结构。
c) 用搅拌棒轻轻搅拌胶体溶液，观察其变化。
3. 实验结果与讨论：a) 在显微镜下观察，胶体溶液中的颗粒呈现均匀分散的状态，没有明显的沉淀。
b) 搅拌胶体溶液后，颗粒重新分散，恢复到原来的均匀状态。
通过这个实验，我们可以观察到胶体溶液的微观结构和其对外界扰动的响应。
胶体溶液中的颗粒呈现均匀分散的状态，这是由于颗粒与分散介质之间的作用力使其保持在悬浮状态。
当胶体溶液受到外界扰动时，颗粒会重新分散，这是由于搅拌破坏了颗粒之间的作用力。
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发光二极管用红色荧光粉Sr0.8−x Ba x Eu0.2WO4的制备和性质研究*毛金伟吕树臣†曲秀荣何冬丽孟庆裕(哈尔滨师范大学,光电带隙材料省部共建教育部重点实验室,哈尔滨150025)(2012年7月18日收到;2012年8月25日收到修改稿)采用化学共沉淀法制备了不同Ba2+掺杂浓度、不同煅烧温度的Sr0.8−x Ba x Eu0.2WO4红色荧光粉.研究了样品的晶体取向和晶格畸变对发光性质的影响,实验结果表明:合成的Sr0.8−x Ba x Eu0.2WO4红色荧光粉为四方相,样品中Eu3+的5D0—7F2跃迁的红光能被近紫外光和蓝光有效激发.适量的Ba2+离子取代部分的Sr2+提高了Sr0.8Eu0.2WO4荧光粉的发光强度,Ba2+掺杂浓度的改变对基质的晶格参数、晶体对称性和发光性能影响较大, Ba2+的最佳掺杂量为30%.关键词:白光发光二极管,共沉淀法,Sr0.8−x Ba x Eu0.2WO4,光致发光PACS:78.55.−m,78.55.Hx DOI:10.7498/aps.62.0378031引言白光发光二极管(LED)具有高效、节能、环保、反应速度快和稳定性好等优势而被广泛关注.特别因其节能和环保的特点,白光LED成为最有可能取代传统的白炽灯和荧光灯的光源[1,2].在固态照明领域,白光LED的需求量巨大,因此很多研究者都在研究白光LED,也取得了很多进展,例如用于荧光转换白光LED的荧光粉[3−10].众所周知,白光LED可以用紫外LED芯片加三基色荧光粉或蓝光LED芯片和黄色荧光粉相结合来实现[11].随着半导体技术的发展,紫外LED芯片可以成为更加高效的固态照明光源,而大多数能被紫外LED 激发的荧光粉转换效率相对较低,特别是能被紫外光激发的红色荧光粉的研究和应用进展缓慢,极大限制了白光LED的普及和应用.近10年中,很多科学家致力于Eu3+或Eu2+掺杂的红色荧光粉的研究[12,13].但商用荧光粉如Y2O2S:Eu3+,CaS:Eu2+和SrS:Eu2+等在近紫外光区没有足够的吸收,并且寿命受到硫化物降解的限制[12],开发一种新型红色荧光粉已经成为当务之急.具有白钨矿结构的钨酸盐或钼酸盐可以作为白光LED的基质材料,因为(WO4)2−和(MoO4)2−基团具有特殊的性质,可以有效吸收蓝紫光LED发射的光谱.Eu3+掺杂的钨酸盐或钼酸盐能够发出高强度的红光,且这些荧光粉有很好的热稳定性,对近紫外光区有较强的吸收,是作为白光LED用红色荧光粉的优秀候选材料.因此,Eu3+掺杂钨酸盐或钼酸盐红色荧光粉性质的研究引起了一些研究者的兴趣,如文献[14,15]对Na5La(MoO4)4:x Eu3+和NaEu(MoO4)2以及Ca3Ln2W2O12:Eu3+红色荧光粉的报道,文献[16]对In2(MoO4)3:Eu3+荧光粉的研究,Barros等[17]关于M WO4:Eu3+(M=Ca2+, Sr2+,Ba2+)荧光粉的报道,以及我们课题组对SrMoO4:Eu3+,SrWO4:Eu3+,CaWO4:Eu3+红色荧光粉的研究[18−20].然而,要提高Eu3+的5D0-7F2的跃迁强度,一个重要途径就是要降低Eu3+在基质中所处的对称性.因此,为进一步提高红色荧光粉的发射强度,本文在Eu3+掺杂单一基质(如,*黑龙江省教育厅科学技术研究重点项目(批准号:12511z013)和国家自然科学基金(批准号:51002041)资助的课题.†通讯作者.E-mail:lushuchen63@yahoocomcnc⃝2013中国物理学会Chinese Physical Society SrMoO 4:Eu 3+,SrWO 4:Eu 3+,CaWO 4:Eu 3+）红色荧光粉的研究基础上,以BaWO 4和SrWO 4所形成的固溶体为基质材料,通过调节Ba 2+和Sr 2+的摩尔比例关系来改变基质Sr 0.8−x Ba x WO 4的对称性,以期提高红色荧光粉Sr 0.8−x Ba x Eu 0.2WO 4的发射强度.2实验本文采用化学共沉淀法制备了Sr 0.8−x Ba x Eu 0.2WO 4荧光粉体.先按照不同的摩尔浓度称取一定质量的Sr (NO 3)2和Ba(NO 3)2将其制成水溶液并混合.把一定摩尔百分数的Eu 2O 3溶于浓硝酸,除去过量硝酸后配置成硝酸盐溶液.再将该溶液缓慢滴加到Sr(NO 3)2和Ba(NO 3)2的混合溶液中并搅拌,使Eu 3+均匀分散到溶液中.按化学计量比称取一定质量的NaWO 4·2H 2O 溶于蒸馏水中,搅拌的同时加入氨水调节其pH 值.然后将均匀混合后的硝酸盐溶液逐滴滴入持续搅拌的NaWO 4·2H 2O 溶液中,滴加完毕后反应1h.将得到的沉淀物多次洗涤,并从水中离心分离出来,放入干燥箱中烘干后研磨成粉末,再置于马弗炉内分别经700,800,900◦C 煅烧2h,冷却研磨后得到所需荧光粉体.采用日本理学D/max2600X 射线仪(XRD)测定样品的晶体结构,Cu 靶K α辐射,管压40kV ,管电流75mA,步长为0.02◦.采用日立FL-4500型荧光光谱仪在室温下测定样品的发射光谱和激发光谱.3结果与讨论3.1样品的晶相结构图1(a)是Sr 0.8−x Ba x Eu 0.2WO 4(x =0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.7,0.8)样品在800◦C 煅烧下归一化的XRD 图.从图1(a)中可以看到,当x =0时,所测样品的衍射峰与JCPDS 标准卡片08-0490完全相符,属于SrWO 4体心四方结构,当x =0.8时所测样品的衍射峰与JCPDS 标准卡片85-0588完全相符,属于BaWO 4体心四方结构.当x =0.1,0.2,0.3,0.4,0.7,衍射峰的个数未变,但随着Ba 2+掺杂浓度的增大,衍射峰向小角度发生偏移.由于BaWO 4可以任意比例与SrWO 4形成固溶体,当Ba 2+取代比它半径小的Sr 2+后,晶格参数变大(见表1),即晶胞变大进而导致晶面间距变大,故XRD 衍射峰向小角度方向移动.从表2可以看出,当Ba 2+掺杂浓度增加时,I (112)/I (101)的比值在减小,且当Ba 2+掺杂浓度为x =0.3时,I (112)/I (101)的比值最小;而I (112)/I (204),(112)/I (116),I (112)/I (224)的比值随着Ba 2+掺杂浓度的增加在增加,且当Ba 2+掺杂浓度为x =0.3时,I (112)/I (204),I (112)/I (116),I (112)/I (224)的比值最大.这表明当掺杂Ba 2+浓度改变时,基质晶体取向也随之改变,这必将导致稀土离子周围的晶体场发生变化,从而为调控稀土离子的激发谱创造了条件.图1(b)是Sr 0.5Ba 0.3Eu 0.2WO 4样品经700,800,900◦C 煅烧后归一化的XRD 图像.从图1(b)中可以看出,不同煅烧温度下制备样品的晶体结构均为四方相,并且随着煅烧温度升高,XRD 峰相对强度减弱(各衍射峰积分强度如表3所示),这是因为随着煅烧温度的升高,更多的Eu 3+进入晶格,所以导致基质Sr 0.5Ba 0.3WO 4的衍射峰强度降低.图1Sr 0.8−x Ba x Eu 0.2WO 4样品XRD 谱(a)煅烧温度为800◦C 的Sr 0.8−x Ba x Eu 0.2WO 4(x =0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.7,0.8)样品;(b)煅烧温度不同的Sr 0.5Ba 0.3Eu 0.2WO 4样品此外,从表1中可以看出,随着Ba 2+掺杂浓度的增加,样品的晶格参数也在不断增加,且在c 方向上的增加量比a,b的增加量方向要大.而随着温度的升高,样品的晶格参数在减小,且也是在c方向上减小得更快.由此看出,随着Ba2+浓度的增加,晶体的对称性发生了改变.表1Sr0.8−x Ba x Eu0.2WO4(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.7,0.8)样品的晶格参数样品晶格参数a晶格参数c c/a样品晶格参数a晶格参数c c/a JCPDS08-0490 5.416811.951 2.2063x=0.1-800◦C 5.443112.0729 2.218 JCPDS85-0588 5.613412.72 2.266x=0.2-800◦C 5.461312.1194 2.2191 x=0.3-700◦C 5.462512.1807 2.2299x=0.4-800◦C 5.505812.3085 2.2356 x=0.3-800◦C 5.461912.1708 2.2283x=0.7-800◦C 5.591812.6212 2.2571 x=0.3-900◦C 5.450412.0968 2.2194x=0.8-800◦C 5.619312.7323 2.2658表2Sr0.8−x Ba x Eu0.2WO4(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.7,0.8)样品经800◦C煅烧后的(112)晶面与其他晶面峰值之比不同Ba2+浓度的样品I(112)/I(101)I(112)/I(204)I(112)/I(116)I(112)/I(224) x=0.17.25 4.669.5411.28x=0.2 6.37 5.3511.2812.90x=0.3 6.16 5.8514.9813.36x=0.49.27 4.9811.6810.06x=0.717.96 4.8410.949.53x=0.817.97 4.8510.959.54表3Sr0.5Ba0.5Eu0.2WO4样品在不同煅烧温度下XRD峰的积分强度晶面(101)(112)(004)(200)(211)(204)(220)(116)(312)(224) 700◦C0.042550.328030.058510.093820.033880.128520.091660.075130.111280.07763 800◦C0.042210.295660.03920.088330.01760.095630.06310.05760.100510.04679 900◦C0.022060.228160.035840.064410.017410.088430.05310.05560.093950.043783.2样品的发光特性3.2.1Sr0.8−x Ba x Eu0.2WO4样品的激发光谱分析图2(a)是监测波长为613nm,Sr0.5Ba0.3Eu0.2 WO4荧光粉在700,800,900◦C煅烧下的激发光谱.从图2(a)中可以看出,所制备荧光粉的激发光谱是由一个宽带峰和一系列尖峰构成.其中200—300nm之间的宽带峰来自基质的吸收,对应于Eu-O和W-O的电荷迁移带(260和289nm).处于320—590nm尖锐峰来自Eu3+的f-f吸收,它们分别对应于7F0—5D4,7F0—5L7,7F0—5L6,7F0—5D3,7F0—5D2和7F0—5D1跃迁,其中心位于395nm处的7F0—5L6和中心位于464nm处的7F0—5D2的激发峰较强,因此所制备的荧光粉可以被近紫外光和蓝光有效激发.同时,在激发谱中有明显的基质吸收,表明基质(WO4)2−与稀土离子间存在能量传递现象.图2(b)是监测波长为613nm,Sr0.8−x Ba x Eu0.2 WO4(x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.7,0.8)样品经800◦C 煅烧后的激发光谱.可以观察到当Ba2+的浓度较低(x=0.1,0.2,0.3)时,7F0—5L6跃迁和7F0—5D2跃迁的峰值比均大于1,且随着浓度的增加该峰值比逐渐增大.由表2可知,当Ba2+离子掺杂浓度从x =0.1增加到x =0.3时,晶体取向随之改变,其中晶体沿(101)面增长较快,而沿(204),(116),(224)面的增长受到抑制,这表明随着掺杂浓度的增加,晶体的对称性发生了明显的改变,致使7F 0—5L 6跃迁和7F 0—5D 2跃迁的峰值比发生了变化,且7F 0—5L 6跃迁越来越大.在掺杂浓度较高(x =0.4,0.7,0.8)时,7F 0—5L 6跃迁和7F 0—5D 2跃迁的峰值比均小于1.同样由表2可知,当掺杂浓度增加到x =0.4时,随着掺杂浓度的进一步增加,晶体沿(101)面增长受到了抑制,而晶体沿(204),(116),(224)面的增长得到了提高,这表明晶体沿(101)面和沿(204),(116),(224)面增长取向的改变直接影响晶场的改变,从而改变了7F 0—5L 6跃迁和7F 0—5D 2跃迁的峰值比.此外,我们还可以发现Eu 3+的f-f 吸收强度与电荷迁移带强度之比随着Ba 2+掺杂浓度的增加而增加.由此可以看出,通过改变Ba 2+离子的掺杂浓度,可以调控Eu 3+不同能级的激发强度,从而调控可被LED 有效激发的波长的强度.图2(a)Sr 0.5Ba 0.3Eu 0.2WO 4样品在不同温度煅烧下的激发光谱;(b)Sr 0.8−x Ba x Eu 0.2WO 4(x =0.1,0.2,0.3,0.4,0.7,0.8)在800◦C 煅烧下样品的激发光谱3.2.2Sr 0.8−x Ba x Eu 0.2WO 4样品发射光谱分析图3是Sr 0.5Ba 0.3Eu 0.2WO 4粉体在395,464nm 光激发下不同煅烧温度的发射谱.从图3(a),3(b)中可以看到发射光谱分别对应Eu 3+的5D 0→7F J (J =0,1,2,3,4)辐射跃迁.其中位于590nm 的较弱的发射峰是Eu 3+的5D 0→7F 1跃迁,位于613nm 的强且尖锐的发射峰是Eu 3+的5D 0→7F 2跃迁.可见,所制备粉体可被波长为395,464nm 光有效激发.5D 0→7F 2的跃迁强度远大于5D 0→7F J (J =2)的跃迁强度,说明Eu 3+在该荧光粉中占据了非对称中心的位置,且样品具有很高的色纯度.在700◦C 时荧光粉中已经有较多的Eu 3+,发光较强.随着煅烧温度的升高,800◦C 时更多的Eu 3+进入基质中,发光中心数目增多,发光进一步增强.但当煅烧温度继续增高到900◦C,虽然进入基质中的Eu 3+数目更多,但是由于Eu 3+离子间的距离变小,离子间相互作用增强,发生交叉弛豫,导致发光减弱[21].事实上表3已经表明随着煅烧温度的增加,会有更多的稀土离子掺杂到基质中.此外,我们知图3Sr 0.5Ba 0.3Eu 0.2WO 4样品在不同煅烧温度下的发射光谱(a)λex =395nm;(b)λex =464nm道辐射跃迁速率正比于跃迁强度参数Ωj (J =2,4,6).由图3可知与5D 0→7F 2跃迁相比5D 0→7F4.6是弱的电偶极跃迁,强度参数Ω4.6可忽略.因此,辐射跃迁速率正比于跃迁强度参数Ω2,根据图3由J -O 理论计算可知,当样品的煅烧温度为800◦C 时,其跃迁强度参数Ω2最大,故煅烧温度为800◦C 时辐射跃迁速率最大.图4是在395nm 的光激发下,SrWO 4:20%Eu 3+,Sr 0.5Ba 0.3Eu 0.2WO 4以及BaWO 4:20%Eu 3+样品经800◦C 煅烧后的发射光谱.由图4可以看出,在Eu 3+掺杂浓度相同的情况下,样品Sr 0.5Ba 0.3Eu 0.2WO 4的发射强度明显强于样品SrWO 4:20%Eu 3+和BaWO 4:20%Eu 3+的相应发射强度,这正是我们预期的结果.我们知道,在纯SrWO 4(或BaWO 4)中,当一个Eu 3+取代Sr 2+(或Ba 2+)时,其周围近邻仍为Sr 2+(或Ba 2+);而在固溶体Sr 0.5Ba 0.3WO 4中,当一个Eu 3+取代Sr 2+或Ba 2+时,其周围近邻既有Sr 2+也有Ba 2+,因而Eu 3+所处的晶场发生了明显的变化.同时由群论理论可知Eu 3+在Sr 0.5Ba0.3WO 4所处位置的对称性要明显低于Eu 3+在纯SrWO 4（或BaWO 4）基质中的对称性,所以使Eu 3+的5D 0→7F 2特征发射强度明显增强.图4Sr 0.8−x Ba x Eu 0.2WO 4(x =0,0.3,0.8)样品经800◦C 煅烧后的发射光谱图5是在395nm 的光激发下,经800◦C 煅烧后Sr 0.8−x Ba x Eu 0.2WO 4(x =0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8)样品的发射光谱.从图5中可以观察到,随着Ba 2+含量的增加,所制备荧光粉的发光强度先增加后减少,当x =0.3时,发光强度最大.原因是由于Ba 2+浓度的增加,晶格的对称性降低,因此发光增强.当x =0.3时,晶格对称性最低,所以发光最好.实际上由表2可以看出,当Ba 2+掺杂浓度为x =0.3时,I (112)/I (204),I (112)/I (116),I (112)/I (224)的比值与其他浓度的样品相比较为最大值,而I (112)/I (101)的比值与其他浓度的样品相比较为最小值,说明此时晶格的对称性最低.另一方面,从表1可知,随着Ba 2+含量的增加,晶格参数c 与a 的比值逐渐增大,且相邻浓度的c /a 之差以x =0.2和0.3之间的c /a 之差跨度最大,即x =0.3时晶格畸变最大,导致对称性最低.图5Sr 0.8−x Ba x Eu 0.2WO 4(x =0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8)样品经800◦C 煅烧后的发射光谱3.2.3色坐标图6是Sr 0.5Ba 0.3Eu 0.2WO 4粉体在395,464nm 光激发下红光613nm 的色坐标.由图6可以看出,当分别用395,464nm 波长激发时,其色坐标分别为(0.6538,0.3406)和(0.6528,0.3417),与商用荧光粉Y 2O 2S:Eu 3+的色坐标(0.64,0.34)相比,本文制备的红色荧光粉显色指数更好.图6Sr 0.8−x Ba x Eu 0.2WO 4样品的CIE 色坐标图像4结论采用化学共沉淀法制备了Sr0.8−x Ba x Eu0.2WO4红色荧光粉体,XRD图谱表明样品为体心四方结构.室温下,样品可被395nm近紫外光和464nm 蓝光有效激发,且发射出的红光显色指数好于商用红色荧光粉Y2O2S:Eu3+的显色指数.适量的Ba2+取代部分的Sr2+提高了Sr0.8Eu0.2WO4荧光粉的发光强度.不同Ba2+的掺杂浓度对样品晶格参数、晶体对称性和发光性能有较大影响,可以通过调节Ba2+的掺杂浓度来调控可被LED有效激发的波长.当Ba2+的掺入量为30%,煅烧温度为800◦C 时,制备样品的发光强度达到最大.[1]Smet P F,Korthout K,van Haecke J E,Poelman D2007Mater.Sci.Eng.B146264[2]Haque M M,Lee H I,Kim D K2009J.Alloys Compd.481792[3]Song Y H,Jia G,Yang M,Huang Y J,You H P,Zhang H J2009Appl.Phys.Lett.94091902[4]Kwon K H,Im W B,Jang H S,Yoo H S,Jeon D Y2009Inorg.Chem.4811525[5]Liu L H,Xie R J,Hirosaki N,Li Y Q,Takeda T,Zhang C N,Li J G,Sun X D2010J.Am.Ceram.Soc.932018[6]Chen Y,Wang J,Zhang X G,Zhang G G,Gong M L,Su Q2010Sens.Actuators B148259[7]Yi L H,Zhou L Y,Gong F Z,Lan Y W,Tong Z F,Sun J H2010Mater.Sci.Eng.B172132[8]Kojima Y,Kamei S,Nishimiya N2010Mater.Res.Bull.45121[9]Xie R J,Hirosaki N,Li Y Q,Takeda T2010J.Lumin.130266[10]Ju Z H,Wei R P,Ma J X,Pang C R,Liu W S2010J.Alloys Compd.507133[11]Nakamura S,Fasol G1997The Blue Laser Diodes:GaN Based BlueLight Emitters and Lasers(Berlin:springer Press)p216[12]Guo C F,Huang D X,Su Q2006Mater.Sci.Eng.B130189[13]Li Y Q,With G D,Hintzen H T2008J.Solid State Chem.181515[14]Wang Z L,Liang H B,wang J,Gong M L,Su Q2006Appl.Phys.Lett.89071921[15]Zeng Q H,Liang H B,Gong M L,Su Q2008J.Eletrochem.Soc.155730[16]Tang A,Zhang D F,Yang L2012Journal of Luminescence1321489[17]Barros B S,Lima A C de,Silva Z R da,Melo D M A,Alves Jr S2012J.Alloys Compd.73635[18]Tang H X,L¨u S C2011Acta Phys.Sin.60037805(in Chinese)[唐红霞,吕树臣2011物理学报60037805][19]Ren Y D,L¨u S C2011Acta Phys.Sin.60087804(in Chinese)[任艳东,吕树臣2011物理学报60087804][20]Zhang Q,Meng Q Y2012Acta Phys.Sin.61107804(in Chinese)[张庆,孟庆裕2012物理学报61107804[21]Gao Z C,Lee B I,Samuals W D1998J.Appl.Phys.832222Preparation and luminescent properties ofSr0.8−x Ba x Eu0.2WO4red phosphors for white LED∗Mao Jin-Wei L¨u Shu-Chen†Qu Xiu-Rong He Dong-Li Meng Qing-Yu (Key Laboratory of Photoelectric Bandgap Materials,Ministry of Education,Harbin Normal University,Harbin150025,China)(Received18July2012;revised manuscript received25August2012)AbstractSr0.8−x Ba x Eu0.2WO4red phosphors with different Ba2+doping concentrations is prepared by the co-precipitation method at differ-ent sintering temperatures.We study the influences of the crystal orientation and lattice distortion of the samples on the luminescence property.The results show that the Sr0.8−x Ba x Eu0.2WO4synthesized by the process has a phase with tetragonal structure and that the red emission5D0–7F2of Eu3+in the sample can be excited effectively by the near-UV light and blue light.The part of Sr2+replaced with Ba2+leads to the increase in emission intensity of Sr0.8−x Ba x Eu0.2WO4.The doping concentration of Ba2+has a great influence on the crystal parameter,the crystal symmetry and the luminescent property.The optimized doping concentration of Ba2+is found to be30%.Keywords:white LED,co-precipitation method,Sr0.8−x Ba x Eu0.2WO4,photoluminescencePACS:7855Hx,8560Jb DOI:10.7498/aps.62.037803 *Project supported by the Research Foundation of Education Bureau of Heilongjiang Province,China(Grant No.12511z013)and the National NaturalScience Foundation of China(Grant No.51002041).†Corresponding author.E-mail:lushuchen63@yahoocomcn。