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铋是一种特殊的金属,常见化合价为+3,具有6S2孤对电子,易极化变形,因此这些结构赋予了含铋化合物一些特殊性质:离子电导、铁电、铁磁、超导、催化等。本论文主要研究铋层状铁电材料的压电与光电特性,因此本论文选用: (1)居里温度为780℃的无铅压电陶瓷Na0.5Bi2.5Nb2O9; (2)在可见光范围内(λ>420nm)具有高光催化性能的铋层状铁电材料Bi2WO6作为研究对象,研究工作主要分为三部分: 首先,采用固相法制备了Mn改性的Na0.5Bi2.5Nb2O9(NBN+xmol%MnCO3,0.00≤x≤10.0)铋层状压电陶瓷。研究发现随着MnCO3含量的增加,Qm先增大后减小,且掺杂量为8.0时达到最大值3120。适量的MnCO3(x=8.0)掺杂时,样品具有最佳性能:d33=20pC/N、tanδ=0.749%和Pr=7.0116μC/cm2。此外,热稳定性研究显示NBN+xmol%MnCO3体系具有稳定的高温压电性能,表明该材料在高温器件领域具有很好的应用前景。 然后,研究了通过掺杂类钙钛矿物质LiTaO3(LT)对Na0.5Bi2.5Nb2O9[(1-x)NBN-xLT,0.00≤x≤0.20]陶瓷结构与电性能的影响。随着LT含量的增加,Qm先增大后减小,且掺杂量为0.15时达到最大值3780。LT掺杂改性使NBN陶瓷的Tc呈微弱增大趋势,使电性能得到显著提高。0.90Na0.5Bi2.5Nb2O9-0.10LiTaO3样品具有最佳电性能:d33=21pC/N、tanδ=0.894%。 最后,采用水热法通过添加表面活性剂聚丙烯酸钠[(PAAS)分子量≥3000万]合成了花瓣状Bi2WO6(BWO)粉体,使用的原料为Bi(NO3)3·5H2O,Na2WO4·2H2O;通过XRD、SEM和TEM等研究了反应条件(如:表面活性剂的添加量、温度、反应时间等)对合成产物的组成和形貌的影响,并给出了最佳的合成条件;SEM显示产物的几何形状为花瓣状;比较了未添加PAAS、不同PAAS添加量和固相反应法制备BWO的光催化性能优劣;实验证明添加适量的PAAS所合成的花瓣状的BWO在可见光范围内显示出较强的光催化降解活性。