【摘 要】
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制备新型锆基氧化物材料是当今材料领域研究的热点之一。本文以具有良好机械性能、高温稳定性、化学稳定性、抗氧化性的氧化锆和高熵锆酸盐为基底,通过离子掺杂手段,改变制备方法、温度等条件,对所得样品的制备、结构、光催化和机械性能等进行了研究,结果如下:（1）采用固相反应法改变Eu离子掺杂含量,发现随着Eu离子掺杂含量增加到10%时,形成了Zr O2的单斜/立方异相结。单斜结构和异相结构样品的发射光谱与拉曼
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制备新型锆基氧化物材料是当今材料领域研究的热点之一。本文以具有良好机械性能、高温稳定性、化学稳定性、抗氧化性的氧化锆和高熵锆酸盐为基底,通过离子掺杂手段,改变制备方法、温度等条件,对所得样品的制备、结构、光催化和机械性能等进行了研究,结果如下:（1）采用固相反应法改变Eu离子掺杂含量,发现随着Eu离子掺杂含量增加到10%时,形成了Zr O2的单斜/立方异相结。单斜结构和异相结构样品的发射光谱与拉曼光谱存在明显差异。在紫外可见光下,由于异相结的存在有效促进了光生电子-空穴的分离,降低了光生载流子复合率,从而促进了在紫外可见光下对染料的催化降解,使光催化性能得到大幅提升。（2）对(La0.2Nd0.2Sm0.2Gd0.2Y0.2)2Zr2O7高熵氧化物进行不同比例Eu离子掺杂,样品在高温下表现出良好的热稳定性。与未掺杂样品相比,掺杂2%Eu离子样品高压下的临界相变压力增加了5 GPa,体积模量提高了30 GPa,说明Eu离子掺杂增强了结构稳定性和不可压缩性。1%Eu离子掺杂样品具有更小的带隙和更宽的光吸收范围,在紫外光照射下表现出最好的光催化活性,证明Eu掺杂调节有助于改善其光催化性能。（3）水热法制备的(La0.2Nd0.2Sm0.2Gd0.2Y0.2)2Zr2O7高熵氧化物p-RZHEO纳米颗粒在900℃以上具有单一烧绿石结构。持续加压过程中,当压力高于23.7 GPa时发生缓慢的烧绿石-钴镍矿相变。与陶瓷样品相比,粉末中的高压钴镍矿相出现降低了4 GPa,体积模量高了32 GPa。p-RZHEO粉末与陶瓷的热稳定性和体积模量的差异主要是因为晶粒尺寸减小导致晶粒表面能增加。紫外光照射下p-RZHEO粉末显示出对Rh B溶液良好的光降解能力,减小晶粒尺寸可以显著提高光催化活性。（4）固相法制备的Ln2-xYxZr2O7样品高温下烧结不同时间后,表现出良好的热稳定性。而水热法制备的样品随着烧结温度的升高,结晶性逐渐提高,温度达900℃以上时呈现单一烧绿石结构。与未掺杂样品相比,1%Y离子掺杂样品的临界相变压力降低了3GPa,表明材料的可压缩性增强。Y离子掺杂时造成晶格常数改变,引起高压下可压缩性提高。此外,紫外可见光下样品具有一定的光催化降解性能。
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