低激發(fā)密度激發(fā)UVC紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的制備及應(yīng)用.pdf

1、上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料在生物醫(yī)學(xué)、信息存儲(chǔ)、新型太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域都有潛在的應(yīng)用價(jià)值。尤其是UVC短波紫外光的獲得，更是在生物等領(lǐng)域具有極大的價(jià)值。而目前人們所報(bào)道的上轉(zhuǎn)換發(fā)光大部分是在激光器下實(shí)現(xiàn)的，使其應(yīng)用受到限制。本文主要研究了在氙燈和太陽(yáng)光低激發(fā)密度的激發(fā)源激發(fā)下通過(guò) Y2SiO5:Pr3+,Li+、LiYF4：Pr3+和Y(PO3)3：Pr3+上轉(zhuǎn)換材料獲得UVC紫外光，分析了其光譜性能及其能量傳遞機(jī)理，并將其應(yīng)用于光催化以及生物殺菌。

2、
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過(guò)均勻沉淀法合成了顆粒大小大概為400nm、孔徑尺寸大約為3.31nm的球形介孔材料MCM-48，后以MCM-48為硅源用水熱法合成Y2SiO5:Pr3+,Li+上轉(zhuǎn)換材料。通過(guò) X射線衍射圖譜以及發(fā)射光譜表征了不同濃度 Pr3+、Li+摻雜以及不同煅燒溫度的Y2SiO5:Pr3+,Li+，得到了最佳的Pr3+、Li+摻雜濃度分別為1.2％和9%，最佳的煅燒溫度是1100℃。通過(guò)激發(fā)發(fā)射光譜證明了Y2

3、SiO5:Pr3+,Li+上轉(zhuǎn)換材料與TiO2結(jié)合后可以將能量傳遞給TiO2，所以Y2SiO5:Pr3+,Li+/TiO2復(fù)合材料可以應(yīng)用于光催化，并且在氙燈照射下Y2SiO5:Pr3+,Li+/TiO2的光催化效率是純TiO2的14倍。⑵使用高溫固相法制得了LiYF4:Pr3+上轉(zhuǎn)換材料，通過(guò)XRD分析證明合成了純相的LiYF4:Pr3+材料，用紫外成像儀獲得LiYF4:Pr3+在太陽(yáng)光激發(fā)下的紫外照片，對(duì)比了LiYF4:Pr3+在4

4、88nm激光器和太陽(yáng)光激發(fā)下獲得的UVC紫外光，說(shuō)明了太陽(yáng)光激發(fā)LiYF4:Pr3+材料可以實(shí)現(xiàn)UVC紫外上轉(zhuǎn)換，并通過(guò)強(qiáng)度與激發(fā)密度的雙對(duì)數(shù)擬合曲線說(shuō)明了UVC上轉(zhuǎn)換發(fā)射為雙光子過(guò)程。結(jié)合能級(jí)圖分析了488 nm激光器和太陽(yáng)光激發(fā)下的能量傳遞機(jī)理，解釋了太陽(yáng)光激發(fā)下LiYF4:Pr3+可以實(shí)現(xiàn)紫外上轉(zhuǎn)換是由于ET和ESA同時(shí)起了主要作用。⑶采用高溫固相法成功制備了Y(PO3)3:Pr3+, Li+上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，通過(guò)分析其X射線衍射圖

5、譜以及拉曼光譜，說(shuō)明獲得了純相的Y(PO3)3: Pr3+, Li+材料。通過(guò)對(duì)比Y(PO3)3:Pr3+，LiYF4:Pr3+和Y2SiO5:Pr3+, Li+的激發(fā)和發(fā)射光譜，得到Y(jié)(PO3)3:Pr3+的發(fā)射能量集中于UVC紫外段，更適宜應(yīng)用于生物殺菌。通過(guò)對(duì)Y(PO3)3，LiYF4和Y2SiO5三基質(zhì)帶隙的討論，解釋了在Y(PO3)3基質(zhì)中Pr3+離子的4f5d能級(jí)離3PJ能級(jí)更遠(yuǎn)，光子被激發(fā)實(shí)現(xiàn)紫外光發(fā)射需要更高的能量。通過(guò)