氨氮化工艺及其在荧光粉与可见光催化方面的应用

发布时间：2018-03-29 19:34

  本文选题：氨氮化工艺　切入点：氮化硅　出处：《华东师范大学》2017年硕士论文

【摘要】：本文探究了氨氮化工艺烧结制备α-Si_3N_4粉末、Eu~(2+)激发的白光荧光粉与氮掺杂二氧化钛催化剂。考察了氨氮化温度、粉料配比、添加剂以及激活剂离子浓度等因素对氮化物/氮氧化物制备的影响。并借助XRD、UV-vis、SEM、PL等分析方法对材料的结构和性能进行了研究。由于原料成本较低,氮化工艺操作简单且适合大规模生产,在工业应用中具有广阔的前景。1.以太阳能电池切削的硅粉为原料,采用氨氮化工艺成功合成了 α-Si_3N_4粉末,研究了不同氮化温度(1000℃、1200℃、1450℃)、烧结气氛(NH_3、95%N_2+5%H_2)以及尿素添加剂对α-Si_3N_4晶体结构的影响,得到了制备α-Si_3N_4的优化条件。结果表明:1450℃为较优氨氮化温度;相同温度下,NH_3烧结气氛优于95%N_2+5%H_2气氛;添加尿素为氮化剂优于硅粉直接氮化。在最佳实验条件下恒温氮化4h,可获得结晶程度较好的线状α-Si_3N_4粉末,且生产成本低廉,突破了传统燃烧合成氮化硅工艺的限制。2.以太阳能电池切削的硅粉为原料,采用氨氮化工艺成功合成了白光荧光粉,研究了不同激活剂离子浓度对荧光粉的晶体结构、光学性能以及微观形貌的影响。结果表明,该荧光粉为硅酸盐结构和氮化物结构的混合物,主晶相为是Ca_2Si_5N_8、Ca_2SiO_4和CaSiO_3;激活剂Eu~(2+)的最优浓度是10.0mol%,此时样品表现出最佳的发光强度。其发射光谱有两个发光中心分别位于470nm和570nm处,且表现出不同的发光强度和稳定性。在紫外-近紫外光激发下,荧光粉能发射出光谱范围在420～670nm的混合白光,色..坐标为(0.3275,0.3866),色温为5705K。这种直接白光荧光粉成本低廉,在白光LED照明方面有很好的应用前景。3.以商业二氧化钛P25为原料,通过氨氮化工艺成功合成了可见光催化剂,研究了氨氮化温度(450℃、500℃、550℃、600℃、650℃)与添加剂(尿素)用量对催化剂性能与形貌结构的影响。结果表明:最佳氮化温度为50℃;最优摩尔比Ti:N为1:2。氮掺杂使二氧化钛的吸收波长扩展到可见光,在380～500nm的波长范围内有明显的吸收。以亚甲基蓝为模拟污染物,经过240min的光催化实验,降解率可达到88.9%,且光稳定性较好。
[Abstract]:In this paper, the preparation of white phosphor and nitrogen-doped titanium dioxide catalyst excited by 伪 -Si _ 3N _ 4 powder EU _ (2) by ammonia nitriding process was studied. The ammonia nitriding temperature, powder ratio, The effects of additives and activator ion concentration on the preparation of nitride / nitrogen oxides were studied. The structure and properties of the materials were studied by means of XRD- UV-vis-SEMPL. The nitriding process is simple and suitable for large-scale production, and has a broad prospect in industrial application. 1. 伪 -Si _ 3N _ 4 powder was successfully synthesized by ammonia nitriding process using silicon powder cut by solar cell as raw material. The effects of different nitriding temperatures (1000 鈩，

本文编号：1682538