Pr3+-Y2SiO5上轉(zhuǎn)換光催化復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、上轉(zhuǎn)換是指連續(xù)吸收兩個及兩個以上的光子后，發(fā)射光以比激發(fā)光波長更短形式發(fā)出的過程，上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料即是一種將長波長輻射轉(zhuǎn)換為短波長輻射的光致發(fā)光材料。基于這一原理，選用一種可見-紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料與光催化劑二氧化鈦復(fù)合制備出在可見光下具有良好活性的復(fù)合光催化劑。本文以正硅酸釔為基質(zhì)，稀土離子鐠為激活劑，采用溶膠-凝膠法制備了可見-紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，探討了不同離子摻雜對上轉(zhuǎn)換材料發(fā)光性能的影響，以及考察了上轉(zhuǎn)換材料與二氧化鈦復(fù)合制備出的復(fù)

2、合光催化劑對有機(jī)污染物的降解效果。
　　首先，以Y2SiO5為基質(zhì)，稀土離子Pr3+為激活劑，采用溶膠-凝膠法制備上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。對所制備的樣品進(jìn)行熱重、XRD、粒徑、SEM、熒光光譜儀等測試表征，結(jié)果表明:樣品的最低結(jié)晶溫度為950℃，樣品平均粒徑為3.42μm，呈球形蓬松狀，有少部分團(tuán)聚。采用熒光光譜儀對材料的上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性進(jìn)行測定，結(jié)果顯示:材料的上轉(zhuǎn)換發(fā)光范圍在290～350nm紫外波段，將不同濃度Pr+摻雜的材料上轉(zhuǎn)換發(fā)

3、光強(qiáng)度進(jìn)行對比，Pr3+摻雜濃度為1.0％(mol)時，材料的上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)。
　　其次，在Pr3+∶Y2SiO5中分別摻入三種不同的金屬離子Li+、Cu2+、Zn2+，以考察不同離子摻雜對材料的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):Li+摻雜濃度介于7.0％～8.0％(mol)之間會引起Y2SiO5發(fā)生由X1型向X2型轉(zhuǎn)變。適當(dāng)濃度Li+摻入材料中能夠降低材料轉(zhuǎn)結(jié)晶溫度，其結(jié)晶溫度降至800℃左右，Li+摻入能提高材料的上轉(zhuǎn)換發(fā)光強(qiáng)

4、度，最佳Li+摻雜濃度為10.0％(mol)，其材料的發(fā)光強(qiáng)度提高了8倍左右。Li+摻入后Pr3+的最佳摻雜濃度會發(fā)生偏移，由1.0％(mol)偏移至1.2％(mol);對于Cu+摻雜，摻雜濃度介于3.0％～4.0％(mol)之間，會引起Y2SiO5發(fā)生由X1型向X2型轉(zhuǎn)變。Cu2+摻入會降低材料轉(zhuǎn)結(jié)晶溫度，其結(jié)晶溫度降至820℃左右;但Cu+和Zn2+的摻入均對提高材料的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能無任何效果。
　　最后，制備Pr3+，Li+

5、:Y2SiO5/TiO2復(fù)合催化劑并考察其對硝基苯的降解性能。考察了復(fù)合光催化劑的質(zhì)量比、催化劑用量、硝基苯初始濃度、基體材料、光照強(qiáng)度等因素對硝基苯降解效率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):對于初始液濃度為10mg/L的硝基苯溶液，當(dāng)上轉(zhuǎn)換復(fù)合光催化劑質(zhì)量比為1.0％、催化劑用量為1.5g/L時，硝基苯的去除率最高可達(dá)99.13％。三種不同材料對硝基苯催化降解效果次序分別為:1.2％(mol)Pr3+，10％(mol)Li+∶Y2SiO5/TiO