研究目的
通过XRD图谱、电子顺磁共振(EPR)和电子光谱研究(35-x)B2O3-65Bi2O3-xFe2O3玻璃体系的结构-性能关系,重点关注三价铁离子周围的局域结构和对称性。
研究成果
电子顺磁共振谱在g=4.2和g=2.0处出现谱线,表明三价铁处于具有菱形畸变的扭曲八面体环境中,且在较高Fe2O3浓度下形成团簇。电子光谱证实相同环境中的d-d跃迁。铁周围的配位对称性与成分无关,但强度随Fe2O3含量变化,为玻璃应用提供了结构方面的见解。
研究不足
该研究仅限于特定成分范围(0.1≤ x ≤ 0.4),且未探索其他过渡金属氧化物或不同合成方法。EPR和电子光谱的解析基于既定理论,可能无法完全捕捉玻璃结构的所有细微特征。
1:实验设计与方法选择:
采用溶胶-凝胶技术合成不同Fe2O3含量的玻璃样品,利用电子顺磁共振(EPR)和电子光谱分析三价铁离子的局域结构与对称性。
2:样品选择与数据来源:
使用试剂级化学品制备四种玻璃样品(A1-A4),其组成为(35-x)B2O3-65Bi2O3-xFe2O3(x=0.1、0.2、0.3、0.4)。
3:4)。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:试剂级硝酸铁(III)、硝酸铋(III)、硼酸、柠檬酸、石英坩埚、电加热炉、冰浴铝板、配备CuKα射线的Seifert衍射仪(型号XRD 3000)、JEOL JES TE100电子顺磁共振波谱仪、Varian Cary 5000紫外-可见-近红外分光光度计。
4:0)、JEOL JES TE100电子顺磁共振波谱仪、Varian Cary 5000紫外-可见-近红外分光光度计。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:将前驱体溶液与柠檬酸混合加热形成凝胶,经干燥后在1313-1374K熔融,铝板淬火后研磨分析,室温下记录XRD图谱、EPR谱及电子光谱。
5:数据分析方法:
XRD图谱证实非晶态特性;通过g值和谱线强度解析EPR谱;利用能级图解谱电子光谱中的d-d跃迁。
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EPR spectrometer
JES TE100
JEOL
Record X-band powder EPR spectra at room temperature with 100 kHz field modulation
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diffractometer
XRD 3000
Seifert
Record powder XRD patterns to confirm amorphous nature of glass samples
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UV-visible NIR spectrophotometer
Cary 5000
Varian
Record electronic spectra in UV-visible region at room temperature
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electrically heated furnace
Melt the dried gels at high temperatures (1313-1374 K)
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silica crucible
Hold samples during heating in the furnace
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