上海光機所在氟化物玻璃自發光方面獲進展

 

來源：上海光學精密機械研究所

 

近日，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光單元技術實驗室研究員陳丹平團隊發現，BaF2-B2O3玻璃的橘紅色自發光現象。相關研究成果發表在Journal of Non-Crystalline Solids上。

 

稀土離子4f殼內強烈而尖銳的電子躍遷，使其常被用來制備激光材料和熒光粉。而稀土摻雜的LED材料面臨著兩個問題。一是由于熒光粉涂層透明度較低，光散射較大，導致LED的發光效率降低；二是稀土材料的不可再生性以及環境污染問題。開發較為環保的無稀土高效熒光LED材料成為未來的研究方向。

 

研究發現，在CO還原氣氛下制備的不含稀土離子的透明BaF2-B2O3玻璃體系在近紫外光下表現出橙紅色自發光，在約397nm的寬帶光激發下，產生以650nm為中心的550~850nm寬帶發光。

 

為了探討自發光現象的機理，研究人員在還原氣氛和空氣氣氛下進行了對比實驗。同時，基于熒光光譜、電子自旋共振、拉曼和X射線光電子能譜的結果，研究推斷在還原氣氛導致玻璃中B3+被還原為B2+，B2+的s→p躍遷引起的熒光發射。本研究提出B2+的發光現象，為玻璃發光現象的研究提供了新思路。該研究開發的橙色自發光玻璃材料具備無稀土離子摻雜、透明性高、原料成本低、制備工藝簡單、有較寬的熒光發射帶的特點，在新型橙光LED玻璃中具有潛在的應用前景。

 

 

來源：上海高等研究院

 

近日，中國科學院上海高等研究院研究員陳新慶團隊在分子篩催化劑用于丙烯氣相環氧化制環氧丙烷（PO）研究中取得進展。相關研究成果以Highly Efficient Epoxidation of Propylene with in-situ generated H2O2 over hierarchical TS-1 Zeolite Supported Non-Noble Nickel Catalyst為題，發表在ACS Catalysis上。該研究報道了多級孔鈦硅分子篩（TS-1）負載的非貴金屬Ni納米粒子催化劑，可有效催化丙烯與H2和O2的氣相環氧化反應，并對其構效關系及催化機理開展了深入研究。與傳統的負載型金催化劑相比，使用非貴金屬/分子篩催化劑具有明顯的經濟優勢。

 

環氧丙烷（PO）作為第三大丙烯衍生物是重要的有機化工原料，主要用于生產聚醚多元醇、丙二醇及丙二醇醚等。由它衍生出的下游產品數量龐大且應用廣泛。丙烯、氫氣和氧氣一步環氧化制備環氧丙烷相比于傳統的PO工業生產方法，具有工藝簡單、環境和經濟效益高等優勢，受到了學術界和工業界的共同關注。目前報道的催化劑主要為貴金屬催化劑，但貴金屬催化劑存在價格昂貴、儲量有限的缺點。因此，開發具有低成本、高活性的非貴金屬催化劑成為當前研究的關鍵。

 

在此背景下，該團隊首次通過沉積沉淀法將Ni納米顆粒負載在多級孔鈦硅分子篩（TS-1）上，開發出非貴金屬Ni/TS-1催化劑。該催化劑在丙烯 的氣相環氧化反應中表現出優異的催化性能。在反應溫度為 200 ℃時，丙烯轉化率為6.8%，PO選擇性為76.8%，PO生成速率為151.9gPO/(h•Kgcat)。根據該團隊此前的研究，在相同溫度下，Au/TS-1催化劑上PO生成速率為73.44gPO/(h•Kgcat)，鎳催化劑的PO生成速率甚至高于貴金屬金催化劑。科研人員通過XPS、XAS、in-situ DRIFT、in-situ EPR等多種表征方 法對催化劑構效關系及反應機理開展了研究，證明了鎳物種的存在可催化氫氣和氧氣發生反應，從而誘導活性自由基（•O2-, and•OOH）的形成，實現H2O2的原位合成，進而將丙烯氧化為環氧丙烷。此外，DFT計算表明，Ni表面的鈍化層利于H2O2的產生。該研究為非貴金屬催化劑在丙烯氣相環氧化反應中的研究與應用提供了新思路。

 

X-射線吸收表征在BL11B線站開展in-house研究完成。研究工作得到國家自然科學基金和國家重點研發計劃的支持。