可見-紫外上轉(zhuǎn)換材料的研制及其在光催化劑中的應(yīng)用.pdf

1、在環(huán)境問題日益嚴重的今天，TiO2作為環(huán)境處理領(lǐng)域普遍使用的光催化材料，受到了越來越多的重視。但純銳鈦礦相TiO2的禁帶寬度為3.2 eV，僅吸收太陽光中不到4 ％的紫外光，因此難以得到工業(yè)化應(yīng)用。為了提高TiO2的太能能利用率，人們對其進行了大量的改性研究。實驗表明，通過與紫外上轉(zhuǎn)換材料復(fù)合制備成復(fù)合光催化劑，能明顯提高TiO2在太陽光下的降解性能。因此，如何選擇摻雜離子及基質(zhì)材料得到具有高效紫外發(fā)光的上轉(zhuǎn)換材料，通過何種制備方法制備

2、穩(wěn)定性好和光催化效率高的復(fù)合光催化劑成為我們研究的重點。
　　 本文首先在制備紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光劑方面進行了廣泛的研究，主要工作有：
　　 1.以Y2O3為基質(zhì)，Er3+離子或Tm3+離子為激活離子，Yb3+離子為敏化劑，通過燃燒法制備了各種不同摻雜濃度及煅燒溫度的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，并對樣品在980 nm泵浦光照射下的上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性進行了研究，考察了煅燒溫度和離子濃度對上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能的影響。結(jié)果表明，在Yb-Tm共摻雜的樣品中

3、有明顯的紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光，并且敏化離子濃度能夠極大的影響材料的發(fā)光性能，具有最佳紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光的樣品為800 ℃煅燒的Y2O3：Yb3+(2％)，Tm3+納米材料。
　　 2.通過水熱法制備了Yb-Tm共摻的介孔氧化鋯上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，通過XRD，TEM，SEM，BET，F(xiàn)TIR以及熒光光譜，分析了模板劑的脫除方法對樣品晶型，介孔，比表面積以及發(fā)光性能的影響。結(jié)果表明，低溫-微波法能較好的去除模板，得到具有較大比表面積的介孔材料。<

4、br>　　 3.采用溶膠-凝膠法制備了包括稀土離子和過渡金屬離子在內(nèi)的不同離子混摻的硅酸鑭上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。通過XRD及熒光光譜分析可知，1200 ℃煅燒的樣品La10(SiO4)6O3 ：Yb3+，Tm3+具有最強紫外上轉(zhuǎn)化發(fā)光。
　　 在成功制備出紫外上轉(zhuǎn)換劑后，又選用具有較強紫外發(fā)光的材料與TiO2進行了復(fù)合。
　　 1.通過溶膠-凝膠法和沉淀法制備了Y2O3：Yb3+，Tm3+/TiO2復(fù)合光催化劑，由SEM，T

5、EM及EDS分析表明，沉淀法制備的樣品是以上轉(zhuǎn)換劑為核，TiO2為殼的核殼型結(jié)構(gòu)。通過熒光光譜分析和光降解實驗可知，這種結(jié)構(gòu)的存在不但能夠提高上轉(zhuǎn)換劑的上轉(zhuǎn)換效率，還能進一步提高復(fù)合光催化劑的穩(wěn)定性和光催化效率。最后通過分光光度法和熒光法測量了光降解過程中·OH的累積濃度和降解效率，結(jié)果表明TiO2的光降解效率與表面·OH的產(chǎn)生有直接的關(guān)系。
　　 2.通過簡單的微波法制備了La10(SiO4)6O3：Yb3+，Tm3+/TiO