国家自然科学基金(41103002)
- 作品数：5 被引量：20H指数：2
- 相关作者：陈列锰宋谢炎朱祥坤王世霞郑海飞更多>>
- 相关机构：上海理工大学中国地质科学院中国科学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国地质调查局地质调查项目国家重点基础研究发展计划更多>>
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- Ag掺杂氧化锌纳米材料的制备及高压相变拉曼光谱研究被引量：1
- 2021年
- 宽禁带直接带隙半导体材料氧化锌(ZnO),具有优异的光电性能、机械性能和化学特性。ZnO材料的结构对其性能影响较大,元素掺杂可改变ZnO晶体结构和带隙宽度,是提升ZnO材料性能的有效手段,当前常用Ag掺杂ZnO即为提高光催化反应效率。高压独立于温度、成分,是调控材料结构组织性能的重要手段,是产生新材料、发现新调控原理的重要因素。该研究通过对比纯ZnO晶体和Ag掺杂ZnO晶体的高压相变行为,揭示了元素掺杂对ZnO纳米晶体材料结构性能的影响。研究首先采用水热法辅助制备纯ZnO纳米微球和Ag掺杂ZnO纳米微球(1∶150Ag/ZnO),表征结果显示水热法合成的纯ZnO和1∶150Ag/ZnO均为六角纤锌矿晶体结构,形貌均为几十纳米尺寸小颗粒堆积形成的微球,ZnO晶格常数随着Ag离子掺杂而变大,Ag掺杂导致ZnO晶格膨胀。随后应用金刚石压腔结合原位拉曼光谱技术测定了纯ZnO和Ag掺杂ZnO的高压结构相变行为。相比于纯ZnO拉曼峰,Ag掺杂ZnO的E2(high)振动模式439 cm^-1拉曼峰峰宽变窄,并呈现向低频方向移动的趋势,与无定形ZnO谱峰相近,表明Ag+取代Zn^2+影响了Zn—O键,同时也影响了ZnO晶格结构的长程有序性。随体系压力增大,表征六角纤锌矿结构ZnO的拉曼特征峰439 cm^-1出现瞬间弱化和宽化。压力增大至9.0 GPa时,纤锌矿结构ZnO拉曼特征峰439 cm^-1消失,585 cm-1处出现新峰,ZnO晶体发生由六角纤锌矿向岩盐矿的结构转变。压力继续增大至11.5 GPa,新的拉曼峰显著增强,峰形变窄,同时向高波数方向移动,相变完成,岩盐矿结构ZnO性能稳定。1∶150 Ag/ZnO从六角纤锌矿结构到立方岩盐结构的相变压力为7.2 GPa,低于纯ZnO。相变压力降低表明晶体结构稳定性下降,可能的原因在于掺杂Ag导致ZnO晶格膨胀,晶体结构松弛,两相相对体积变化增加,从而导致相变势垒降低,使样品在较低压力下发生相变。纳米材料的高
- 王世霞胡天意杨梦
- 关键词：AG掺杂结构相变拉曼光谱
- 四川攀枝花钒钛磁铁矿床Fe同位素特征及其成因指示意义被引量：17
- 2012年
- 本文系统研究了四川攀枝花含钒钛磁铁矿层状岩体全岩和矿石矿物磁铁矿的Fe同位素组成特征。研究获得全岩δ57Fe的范围为0.02‰～0.25‰,平均值为0.17‰,磁铁矿的δ57Fe范围为0.05‰～0.61‰,平均值为0.36‰。相对于磁铁矿单矿物,全岩Fe同位素组成变化不大。相对于全岩,磁铁矿具有相对重的Fe同位素组成,并且其相对偏重程度与样品中磁铁矿的含量呈反相关关系。磁铁矿Fe同位素组成与形成环境氧逸度之间的负相关关系表明磁铁矿从岩浆中结晶出来之后没有发生重力分异,赋存于岩体和矿体中的磁铁矿是原位结晶的。磁铁矿的Fe同位素特征表明攀枝花岩体是多次岩浆补充和分离结晶共同作用的结果:形成下部岩相带过程中,玄武质岩浆补充频繁,形成巨厚的块状磁铁矿层,其中的磁铁矿的δ57Fe值变化较小;而形成中部岩相带过程中,玄武质岩浆补充的频率逐渐降低,形成多个旋回以及交替产生的磁铁辉长岩和辉长岩。同时,形成攀枝花岩体和矿体的初始岩浆的氧逸度很高,在高氧逸度环境下富集成矿,演化过程中岩浆体系氧逸度逐渐降低,很好地解释了攀枝花V-Ti磁铁矿主矿体赋存在含矿岩体下部的辉长岩中的成矿机制。
- 王世霞朱祥坤宋谢炎陈列锰
- 关键词：全岩磁铁矿FE同位素矿床成因
- 四川攀枝花钒钛磁铁矿床Fe同位素特征及其成因指示意义
- 本文系统研究了四川攀枝花含钒钛磁铁矿层状岩体全岩和矿石矿物磁铁矿的Fe同位素组成特征。研究获得全岩δ57Fe的范围为0.02‰.25‰,平均值为0.17‰,磁铁矿的δ57Fe范围为0.05‰.61‰,平均值为0.36‰。...
- 王世霞朱祥坤宋谢炎陈列锰
- 关键词：全岩磁铁矿FE同位素矿床成因
- 水热金刚石压腔结合拉曼光谱技术进行Na2SO4-水体系溶解结晶动力学研究
- 2019年
- 成矿作用过程中,温压条件改变导致矿物溶解重结晶,溶液中溶质浓度发生变化。从溶液中析出晶体的粒度同时存在着时间和空间的分布,是复杂的动力学过程。当前对矿物在流体中溶解重结晶动力学研究主要使用高压釜或活塞圆筒等封闭设备测定溶液溶质浓度的变化或固相矿物的形态变化,降温淬火反应会影响样品的真实组成。使用可进行原位观测的金刚石压腔结合拉曼光谱分析技术,研究无水芒硝-饱和Na2SO4溶液随体系温度压力变化所出现的晶体溶解重结晶过程。通过原位观测无水芒硝溶解、结晶变化来探究硫酸钠晶体在不同温压条件下的溶解结晶动力学反应机制。结果表明常温条件下无水芒硝拉曼位移分别位于449.9, 620.5, 632.9, 647.4, 993.3, 1 101.8, 1 132.2和1 153.1 cm^-1。随着体系温度的缓慢升高,固相Na2SO4的晶形不断发生变化,温度至193℃时无水芒硝(Na2SO4)完全溶解,降温重结晶出现了新的1 196.5 cm-1拉曼特征峰,重结晶晶体为芒硝(Na2SO4·10H2O);金刚石原位观测结果显示迅速升温过程中无水芒硝发生部分溶解重结晶,重结晶区域拉曼特征峰显示依然为无水芒硝。拉曼光谱定量分析结果显示,溶液中SO42-,H2O的拉曼谱峰面积比值参数更能反映SO4^2-浓度的变化,体系达到溶解重结晶平衡状态时, SO4^2-/H2O峰面积比值AR为(0.016 6±0.000 4),误差为2.4%。应用Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov(JMAK)模型结合溶液中SO4^2-/H2O峰面积比值变化对体系中固相无水Na2SO4的溶解重结晶过程进行动力学拟合,计算得出无水硫酸钠在109℃条件下的溶解结晶反应的反应级数为1.266 7,反应平衡常数为0.001 26。综上所述,水热金刚石压腔装置实验步骤少,过程简便,可避免由于淬火过程中退化交换作用等造成的误差,应用水热金刚石压腔原位观测的装置优势结合拉曼光谱定量分析技术可实现高温高压条件下矿物�
- 王世霞杨梦吴嘉郑海飞
- 关键词：HDAC高温高压拉曼光谱动力学
- 二氧化钛高压相变的研究进展被引量：2
- 2021年
- 二氧化钛不同结构相之间的转变很大程度上会影响着材料的性能,也是材料高压相变研究的重点。本文从二氧化钛的结构出发,对二氧化钛的三种晶型结构做了简要描述,综述了体材料锐钛矿和金红石的相变压力和相变过程、纳米材料锐钛矿和金红石的相变压力和相变过程,总结了不同粒径材料的相变压力和相变过程,旨在表明高压对材料结构的影响,最后对高压条件下制备研发新型纳米材料进行了展望。
- 王世霞王腾
- 关键词：二氧化钛相变纳米材料
- 金刚石压腔结合拉曼光谱技术进行Pb掺杂对二氧化锡高压结构性能的影响研究
- 2020年
- 因稳定的分子结构和物理化学性质,近年来SnO2在光、电、磁等方面应用日益广泛。为拓宽SnO2应用范围,对高压条件下纯SnO2和Pb掺杂SnO2结构的相变行为和拉曼光谱活性振动模的变化进行了探究。实验采用水热法制备了纯SnO2和Pb掺杂量为10%的SnO2样品。扫描电子显微镜(SEM)图表明,上述制备样品由多个纳米棒从中心发散排列而成,整体成类花状。X射线衍射图谱表明,样品在常温常压下晶体结构为四方金红石型SnO2(空间群P 42)。采用Mao-Bell型金刚石压腔结合原位拉曼光谱探究了金红石型SnO2和Pb掺杂SnO2两种材料的高压相变过程。研究结果显示,两种材料加压至26 GPa过程中,纯SnO2和Pb掺杂的SnO2的活性拉曼振动模(B 1g,E g,A2g,B2g)均向高频移动。在14 GPa时,纯SnO2的E g峰分裂,563 cm-1处出现新峰,表明SnO2从常压四方金红石型结构向CaCl2型结构相变。Pb掺杂SnO2在常压拉曼谱图中出现了577 cm-1的拉曼峰。当加压至13 GPa时,B1g振动模向A g模转变,材料发生一级相变。上述对比表明Pb掺杂的SnO2具有更低的一级相变压力点13 GPa,结果归因于SnO2晶胞中Pb离子代替Sn离子,原子之间间距变小,离子大小不同造成掺杂后价态差异表面缺陷,导致SnO2结构稳定性降低,进而降低了相变压力。此外Pb掺杂SnO2在压力12 GPa时,晶体的对称性降低,577cm-1和639cm-1处特征峰宽化开始合并成包状峰,表明有部分晶体表面原子无序性程度增加,出现晶体向非晶的转变过程。继续加压至26 GPa,两种材料特征峰渐渐消失,并未观测到其他特征峰的出现。非静水压对相变压力也存在一定程度影响。非静水压条件下部分晶体更易趋向于非晶,晶界处存在较大的应力使纳米晶体在晶界处极易形成高压相成核点,导致相变发生,进而降低相变压力。本文研究不同条件下SnO2的相变行为,丰富了极端条件下SnO2的物理化学性质的多样性研究�
- 王世霞高金金
- 关键词：纳米棒拉曼光谱非晶化相变
