上转换材料及NaYF 4 :Er,Yb/TiO 2 复合催化剂的制备与性能研究

发布时间：2021-11-24 10:47

　　光催化是一种绿色环保、高效节能,能够将环境中的污染物降解的技术。其中最关键部分就是催化剂,而TiO₂因其自身优良的特性成为研究最为成熟和应用最为广泛的一种半导体催化剂。但是由于TiO₂较大的禁带宽度,导致TiO₂只能吸收少量其太阳光的紫外光部分,浪费了很大一部分太阳光的能量。因此科研工作者对半导体TiO₂催化剂进行积极的探索改性研究,并取得了一定的成果,使TiO₂对光的响应范围扩展到了可见光及近红外部分,从而能够大大提高太阳光有效利用率。上转换材料中由于掺杂的稀土离子独特的电子层结构、较低声子能量,致使其能够吸收低能量的光转换成高能量的光,成为人们广泛研究的领域。当掺杂的稀土元素种类以及掺杂量不同时,上转换材料的发光强度有很大的差异。本论文在总结前人研究的基础上,利用上转换材料这种能够吸收长波长的光转换成短波长的光特性,与半导体TiO₂光催化剂采用复合的方法进行改性。论文首先利用溶剂热法,改变实验条件,优化实验过程,制备上转换材料NaYF₄

【文章来源】：石家庄铁道大学河北省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

TiO2光催化机理

图 1-2 激发态吸收过程示意图发态吸收机理之后，20 世纪 60 年代，Auzel[3在两个处于激发态的稀土离子之间，总结为能离子(一种是施主离子和一种是受主离子)能量程。处于激发态的施主离子将能量传递给受主级，而施主离子本身则释放能量回到基态能级方式不同，能量传递过程又可以分为以下几个收、连续能连传递、交叉驰豫、协同作用。(量传递的一般机理，如图 1-3(a)所示，处于基能量为 W 之后跃迁至激发态能级 E1，处于激发主离子 B,使受主离子 B 从基态能级 E0跃迁至子 B 会发生激发态吸收，跃迁至更高激发态能程中，如图 1-3(b)所示，受主离子 B 第一次吸收

(c)交叉驰豫 (d)协同作用图 1-3 能量传递过程示意图图(c)交叉驰豫过程可以发生在同种离子或者不同离子之间，一个离子将能量传递给另一个离子，使其跃迁至更高能级 E1上，然后再次进行能量传递跃迁至能级 E2上。(d)协同敏化过程可以认为是发生在三个或者多个离子之间的过程。吸收外界能量处于激发态的两种施主离子 A、B 或者更多处于激发态的施主离子将能量同时传递给处于基态能级 E1的受主离子 C 时，受主离子会直接跃迁至激发态能级 E3上。能量传递过程主要为离子之间作用，需要满足离子的浓度足够大，这样才能缩短掺杂离子之间的距离，从而使能量传递的发生。但是浓度过高会导致荧光猝灭，因此应该合理控制掺入的离子浓度，使能量转换最大化。(3)光子雪崩如图 1-4 所示，处于亚稳态能级 E2上的离子 A 吸收能量跃迁至 更高能级E3上后，离子 A 会与另一个处于基态能级 E0的离子 B 发生交叉驰豫，使离子 B

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]稀土上转换发光材料及NaLuF4:Gd,Yb,Tm/TiO2纳米复合光催化剂的制备与性能研究[D]. 宋凯琳.上海大学 2014
[2]上转换/二氧化钛复合光催化剂的合成与性能的研究[D]. 李聪玲.浙江师范大学 2013
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本文编号：3515821