鎢酸鹽納米材料光致發(fā)光和光催化性質(zhì)研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染治理和清潔能源發(fā)展的需求，材料的光催化、光致發(fā)光性質(zhì)孕育著廣闊的應(yīng)用前景。近幾年的研究表明，鎢酸鹽錳酸鹽作為一種重要的無(wú)機(jī)材料，因具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性受到普遍重視。本論文工作以此為契機(jī)，探索制備多種形貌的鎢酸鹽、錳酸鹽納米材料，深入研究光吸收、光致發(fā)光、光催化性能的影響和溫度對(duì)光致發(fā)光和電導(dǎo)性能的影響。主要研究工作及內(nèi)容概括如下：
　?。?）采用復(fù)合堿媒介法制備長(zhǎng)度可控的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的錳酸鋇納米棒，深入研究光吸

2、收性能，并從錳酸鋇的能帶結(jié)構(gòu)、表面缺陷對(duì)能帶影響和電子躍遷規(guī)則角度研究形貌對(duì)吸收譜影響機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，吸收譜有兩個(gè)吸收峰，402nm的吸收峰歸因于O2P↓到Mn t2g↓態(tài)躍遷,而位于301nm的高能處吸收峰可以看作O2P↑到Mn eg↑態(tài)躍遷。比表面積的增大將會(huì)使表面氧離子向表面弛豫和氧空位增多，導(dǎo)致402nm處的光吸收紅移；
　?。?）采用溶劑熱的方法180℃24小時(shí)制條件下備長(zhǎng)為200-400nm、寬為20nm鎢酸鈷納米線，

3、研究溫度對(duì)光致發(fā)光譜的影響，并深入分析了可見(jiàn)光區(qū)域發(fā)光譜發(fā)生分裂及近紅外區(qū)域發(fā)光產(chǎn)生的機(jī)理。10-250K可見(jiàn)光的兩個(gè)發(fā)射峰495nm和530nm分別對(duì)應(yīng)著從兩個(gè)相近的3T1u能級(jí)到1A1g和自旋禁阻T1g到1A1g的躍遷，后者因?yàn)樽孕?軌道耦合而部分被允許，(WO6)6-八面體附近的Co離子空位導(dǎo)致晶格形變產(chǎn)生J-T效應(yīng)，增加了在低能級(jí)T1g布居數(shù)，增強(qiáng)了530nm處的躍遷。室溫條件下700-1000nm存在較強(qiáng)的紅外發(fā)光,該發(fā)光源于

4、鎢酸鈷納米線中鈷離子空位附近的Co3+離子。發(fā)光強(qiáng)度隨溫度的變化與載流子輸運(yùn)淬滅、熱淬滅和熱釋發(fā)光有關(guān)。這種近紅外發(fā)光的物質(zhì)有望在紅外探測(cè)、隱形技術(shù)上有重要應(yīng)用.
　　（3）采用水熱法選取不同量的反應(yīng)物和pH值制備了鎢酸鋅納米線和納米棒，用光輻照法制備表面修飾AgO納米顆粒的ZnWO4納米線復(fù)合材料，并制備納米鎢酸鋅覆蓋的的氧化鋅納米顆粒ZnWO4/ZnO復(fù)合納米材料，研究材料的光催化、光致發(fā)光性質(zhì)。鎢酸鋅納米短棒的光學(xué)帶隙為3.

5、12eV和3.78eV，納米線的光學(xué)帶隙為3.85eV。光催化降解羅丹明B研究表明：形貌、濃度、能帶結(jié)構(gòu)對(duì)光催化性能有重要影響，并從能帶結(jié)構(gòu)、表面缺陷和電子空穴分離等角度探討影響機(jī)理；研究AgO納米顆粒表面修飾鎢酸鋅納米線后的光催化活性，研究鎢酸鋅的光敏化催化性能。
　　測(cè)量了不同溫度下鎢酸鋅的光致發(fā)光譜，發(fā)現(xiàn)發(fā)射譜有幾個(gè)發(fā)射帶組成，其發(fā)射峰位于386nm,436nm（中心峰位）,495nm，在大于650nm的近紅外區(qū)域還有紅外發(fā)

6、光；與鎢酸鈷、氧化鋅和鎢酸鋅氧化鋅復(fù)合材料的發(fā)射譜相比較，研究晶格畸變、Zn3+對(duì)發(fā)光譜影響，探討紫外可見(jiàn)光區(qū)域光譜分裂機(jī)理；與氧化鋅鎢酸鋅復(fù)合材料的紅外發(fā)光相比較，分析紅外區(qū)域發(fā)光機(jī)理；研究發(fā)光強(qiáng)度隨溫度變化關(guān)系；
　?。?）水熱合成長(zhǎng)約2μm、寬度約為50nm的鎢酸鎘為納米棒，研究電阻隨溫度變化規(guī)律，研究鎢酸鎘的光致發(fā)光譜，比較鎢酸鋅、鎢酸鈷納米材料光致發(fā)光譜的異同點(diǎn)，探討陽(yáng)離子對(duì)光致發(fā)光譜的影響。測(cè)量鎢酸鎘TG-DSC曲線，