含铕纳米材料的制备及性能研究

发布时间：2022-02-22 15:39

　　稀土因其独特的化学和光、电、磁等物理化学性质成为新材料开发领域的重要元素,已广泛应用于国民经济各个领域。其中,含稀土Eu³⁺离子的纳米材料是一种良好的发光材料,被广泛应用于照明、光学通讯和荧光探针等领域。此外,铕离子还可以用来调节半导体材料的带隙结构,对半导体进行改性,应用于电池和催化领域。大量研究表明,纳米材料的性质与纳米材料的结构,形貌等有关。因此,合成一些具有不同尺寸和特殊形貌稀土纳米材料可以获得一些特殊的物理和化学性质。本文选择了SrWO₄,BiVO₄和Bi₂S₃等几种基质材料,合成了一系列Eu³⁺离子掺杂的稀土纳米材料。并系统地研究了样品的发光性质以及其在染料敏化太阳能电池和光催化中的应用。具体的研究内容如下:（1）通过水热法合成了一维的SrWO₄:Eu³⁺纳米材料,并研究了初始反应物浓度,反应时间对样品的尺寸、形貌和发光性能的影响。当激发波长为295 nm时,⁵D₀

【文章来源】：黑龙江大学黑龙江省

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 含铕纳米材料的简介
        1.2.1 含铕纳米材料的种类
        1.2.2 含铕纳米材料的合成方法
        1.2.3 含铕纳米材料的荧光性质
    1.3 含铕纳米材料在光催化领域的研究进展
    1.4 含铕纳米材料在染料敏化太阳能领域的研究进展
    1.5 本课题选题意义和研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验试剂
    2.2 实验仪器与设备
    2.3 材料的表征方法
        2.3.1 X射线粉末衍射(XRD)
        2.3.2 拉曼光谱(Raman)
        2.3.3 X射线光电子能谱(XPS)
        2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.5 透射电子显微镜(TEM)
        2.3.6 N_2 吸附-脱附等温线(N_2 adsorption desorption curve)
        2.3.7 紫外-可见光谱(UV-visible spectrum)
        2.3.8 荧光光谱测试(Luminescence spectra)
        2.3.9 光电化学池的光电流-电压曲线(I-V)
        2.3.10 电化学阻抗谱(EIS)
        2.3.11 程序升温脱附测试(TPD)
        2.3.12 稳态表面光电压谱(SPS)
    2.4 羟基自由基测试
    2.5 性能测试
        2.5.1 染料敏化太阳能电池的性能测试
        2.5.2 光催化降解2,4-二氯苯酚
        2.5.3 光催化CO_2 还原
第3章 SrWO_4:Eu~(3+)纳米晶、纳米带的制备及其发光性能的研究
    3.1 引言
    3.2 样品的制备
        3.2.1 SrWO_4:Eu~(3+)纳米晶的制备
        3.2.2 SrWO_4:Eu~(3+)纳米带的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 SrWO_4:Eu~(3+)纳米晶的结构表征
        3.3.2 SrWO_4:Eu~(3+)纳米晶的发光
        3.3.3 SrWO_4:Eu~(3+)纳米带的结构表征
        3.3.4 SrWO_4:Eu~(3+)纳米带的发光
    3.4 本章小结
第4章 CeO_x/BiVO_4:Eu~(3+)复合纳米材料的制备及其可见光催化性能的研究
    4.1 引言
    4.2 样品的制备
        4.2.1 BiVO_4 纳米材料的可控制备
        4.2.2 BiVO_4:Eu~(3+)纳米材料的制备
        4.2.3 CeO_x/BiVO_4:Eu~(3+)复合纳米材料的制备
    4.3 结果讨论
        4.3.1 BiVO_4 纳米材料的结构表征及其可见光催化性能
        4.3.2 BiVO_4:Eu~(3+)纳米材料的结构表征及其可见光催化性能
        4.3.3 CeO_x/BiVO_4:Eu~(3+)复合材料的结构表征及其光催化性能
    4.4 本章小结
第5章 Bi_2S_3:Eu~(3+)纳米晶的制备及其染料敏化太阳能电池性能研究
    5.1 引言
    5.2 样品制备及电池组装
        5.2.1 Bi_2S_3:Eu~(3+)纳米晶的制备
        5.2.2 光电极的制备和DSSCs的组装
    5.3 样品的结构表征
    5.4 样品在DSSCs中的应用
        5.4.1 电池光电转换效率测试
        5.4.2 电池的电荷传输性质测试
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Influence of reaction parameters on the luminescence properties of monodisperse NaGd（1-x-y）（WO4）2:xEu3+,yTb3+ phosphor by molten salt synthesis[J]. Weiqin Xiao,Luqiao Yin,Jipeng Zhou,Fang Lei,Ying Shi,Jianjun Xie,Lei Zhang.  Journal of Rare Earths. 2018(01)
[2]Eu3+掺杂纳米TiO2的制备及催化降解亚甲基蓝的研究[J]. 王瑞芬,王福明,刘芳,张胤,安胜利.  材料导报. 2014(02)
[3]稀土离子掺杂钒酸盐发光材料的研究现状及进展[J]. 刘凤珍,邵鑫,尹贻彬,赵利民,孙巧珍,邵珠伟,刘雪华,孟宪华.  中国材料进展. 2011(04)



本文编号：3639745