TiO_2包覆上转换发光材料的制备及其可见光催化性能的研究

发布时间：2017-05-30 12:10

  本文关键词：TiO_2包覆上转换发光材料的制备及其可见光催化性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文旨在研究上转换发光材料、TiO_2与上转换发光材料复合物的制备，以达到扩大TiO_2光响应范围，从而提高其可见光催化活性的目的。全文共分为五章。第一章和第五章分别为背景介绍和总结，其间三章为实验部分。主要内容为： （1）采用溶胶凝胶法，通过控制反应时间、温度以及升温速率，，制备出能将可见光转换为紫外光的上转换发光材料Er~(3+):Y_3Al_5O_(12)、Pr~(3+):Y_2SiO_5和双掺稀土离子的Gd~(3+),Pr~(3+):Y_2SiO_5,转换得到的紫外光能够满足TiO_2催化降解的要求。 （2）制备了包覆结构的TiO_2/Er~(3+):Y_3Al_5O_(12)复合材料，利用XRD、TEM、FT-IR等手段对样品进行表征，并研究其在可见光下降解有机染料的性能。由于其中的上转换发光材料Er~(3+):Y_3Al_5O_(12)能将可见光转化为紫外光被TiO_2吸收利用，形成包覆结构的复合材料能进一步提高其可见光催化活性。 （3）成功制备了上转换发光材料Pr~(3+):Y_2SiO_5，并采用溶胶凝胶法制备了TiO_2包覆Pr~(3+):Y_2SiO_5的核壳复合材料。探讨了煅烧温度和复合材料中上转换发光材料掺杂量对复合材料性能的影响。结果表明，在可见光降解有机染料的实验中，TiO_2/Pr~(3+):Y_2SiO_5复合材料的光催化活性较纯TiO_2和简单机械混合两种粉末有明显的提高。 （4）合成了双掺稀土离子Gd离子和Pr离子的上转换发光材料Gd~(3+),Pr~(3+):Y_2SiO_5,考察了其与TiO_2复合物的可见光催化性能。发现了Gd~(3+)对Pr~(3+)有能量传递作用。
【关键词】：上转换发光 TiO_2 纳米复合材料 光催化
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TB34;O611.3
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-23
• 1.1 纳米 TiO_2研究进展7
• 1.2 TiO_2的改性7-8
• 1.2.1 离子掺杂7
• 1.2.2 贵金属掺杂7-8
• 1.2.3 光敏化8
• 1.2.4 半导体复合8
• 1.3 上转换发光材料的概述8-9
• 1.4 上转换发光材料的制备方法9-10
• 1.4.1 高温固相反应法9
• 1.4.2 溶胶-凝胶法9-10
• 1.4.3 燃烧合成法10
• 1.4.4 水热合成法10
• 1.4.5 共沉淀法10
• 1.5 上转换发光的机理10-15
• 1.5.1 单离子基态吸收/激发态吸收上转换(GSA/ESA)12
• 1.5.2 能量传递上转换(Energy transfer up-conversion)12-13
• 1.5.3 协同上转换(Cooperative up-conversion)13-14
• 1.5.4 光子雪崩上转换(Avalanche up-conversion)14-15
• 1.6 纳米 TiO_2与上转换发光材料的复合材料的研究15
• 1.7 论文的选题意义及研究内容15-17
• 1.7.1 选题意义15-16
• 1.7.2 研究内容16-17
• 参考文献17-23
• 第二章 TiO_2包覆上转换发光材料 Er~(3+):YAG 的制备及其性能研究23-37
• 2.1 引言23-24
• 2.2 试剂和仪器24
• 2.3 实验部分24-25
• 2.3.1 上转换发光材料 Er~(3+): YAG 的制备24
• 2.3.2 TiO_2包覆上转换发光材料 Er~(3+):YAG 的制备24-25
• 2.3.3 TiO_2/Er~(3+): YAG 的表征25
• 2.3.4 TiO_2/Er~(3+): YAG 可见光催化性能的测试25
• 2.4 结果与讨论25-33
• 2.4.1 TiO_2/Er~(3+): YAG 的表征25-29
• 2.4.2 TiO_2/Er~(3+): YAG 可见光催化性能29-32
• 2.4.3 TiO_2/ Er~(3+):YAG 复合材料可见光降解有机染料的机理32-33
• 2.5 本章小结33-34
• 参考文献34-37
• 第三章 TiO_2包覆上转换发光材料 Pr~(3+):Y_2SiO_5的制备及其可见光催化性能的研究37-47
• 3.1 引言37
• 3.2 试剂和仪器37-38
• 3.3 实验部分38-39
• 3.3.1 上转换发光剂 Pr~(3+):Y_2SiO_5的制备38
• 3.3.2 TiO_2包覆上转换发光材料 Pr~(3+)：Y_2SiO_5的制备38-39
• 3.4 结果与讨论39-43
• 3.4.1 样品的表征39-41
• 3.4.2 TiO_2/ Pr~(3+):Y_2SiO_5的可见光催化性能41-42
• 3.4.3 TiO_2/ Pr~(3+):Y_2SiO_5复合材料可见光降解有机染料的机理42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 参考文献44-47
• 第四章 TiO_2包覆上转换发光材料 Gd~(3+), Pr~(3+):Y_2SiO_5的制备表征及其性能研究47-58
• 4.1 引言47
• 4.2 试剂和仪器47-48
• 4.3 实验部分48-49
• 4.3.1 上转换发光材料 Gd~(3+),Pr~(3+):Y_2SiO_5的制备48
• 4.3.2 TiO_2包覆上转换发光材料 Gd~(3+),Pr~(3+):Y_2SiO_5的制备48-49
• 4.3.3 TiO_2/ Gd~(3+),Pr~(3+):Y_2SiO_5可见光催化性能测试49
• 4.4 结果与讨论49-55
• 4.4.1 样品的表征49-51
• 4.4.2 TiO_2/ Gd~(3+),Pr~(3+):Y_2SiO_5的可见光催化性能51-55
• 4.4.3 Pr~(3+)→Gd~(3+)的能量传递55
• 4.5 本章小结55-56
• 参考文献56-58
• 第五章 结论58-59
• 攻读硕士期间论文发表情况59-60
• 致谢60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：407102