納米TiO2光催化劑具有優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性、環(huán)境友好性及良好的生物相容性,且在紫外光下具有強(qiáng)氧化性,已經(jīng)被科學(xué)家們廣泛地關(guān)注。然而,由于Ti02的禁帶寬度為3.2eV(銳鈦礦相),使得其只能利用太陽光中的紫外光部分。雖然通過染料敏化、金屬或非金屬摻雜、貴金屬沉積、與半導(dǎo)體復(fù)合等方法,可將其光響應(yīng)范圍拓展到短波可見光區(qū)域,然而大部分紅外光卻依然無法被利用。為了將Ti02的光響應(yīng)范圍拓展到了近紅外光區(qū)域,使用上轉(zhuǎn)換材料與其復(fù)合是一個(gè)有效的解決方法。然而,當(dāng)前報(bào)道的一些上轉(zhuǎn)換/TiO2復(fù)合光催化劑尚存在著一些明顯的不足：(1)材料在近紅外區(qū)間內(nèi)僅能利用980nm波段的光；(2)復(fù)合材料中的上轉(zhuǎn)換材料發(fā)光效率較低；(3)上轉(zhuǎn)換材料發(fā)出的可見光尚無法被Ti02有效利用。為解決上述問題,本論文首先采用種子外延生長法,成功地合成了具有強(qiáng)烈上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能的核殼NaYF4:Yb,Tm@NaYF4:Yb,Nd納米晶,材料在兩種摻雜離子(Nd3+和yb3+)的敏化下可吸收兩個(gè)波段(980nm和808nm)的紅外光。為研究基質(zhì)材料對核殼結(jié)構(gòu)的上轉(zhuǎn)換性能影響,我們分別以NaYF4和NaGdF4為核基質(zhì)或?yàn)闅せ�質(zhì),...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 TiO₂的結(jié)構(gòu)及光催化原理
    1.3 TiO₂的可見光響應(yīng)拓展
        1.3.1 染料敏化
        1.3.2 金屬或非金屬摻雜
        1.3.3 貴金屬沉積
        1.3.4 與其他半導(dǎo)體復(fù)合
    1.4 TiO₂的近紅外光響應(yīng)拓展
    1.5 上轉(zhuǎn)換材料
        1.5.1 上轉(zhuǎn)換材料發(fā)光機(jī)理
        1.5.2 摻雜離子/基質(zhì)選擇標(biāo)準(zhǔn)
        1.5.3 激活劑
        1.5.4 敏化劑
        1.5.5 基質(zhì)材料
        1.5.6 鑭系摻雜納米晶的合成
        1.5.7 鑭系摻雜上轉(zhuǎn)換納米晶的發(fā)光增強(qiáng)及激發(fā)波長拓展
    1.6 課題的研究意義和研究內(nèi)容
        1.6.1 課題的研究意義
        1.6.2 課題的研究內(nèi)容
2 上轉(zhuǎn)換核殼納米粒子的制備及其光學(xué)性質(zhì)研究
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.3 實(shí)驗(yàn)表征手段
    2.4 樣品制備
        2.4.1 合成NaYF₄：Yb,Tm納米顆粒
        2.4.2 合成NaYF₄：Yb,Tm@NaYF₄：Yb,Nd核殼納米顆粒
    2.5 結(jié)果分析與討論
        2.5.1 形貌表征與分析
        2.5.2 結(jié)構(gòu)與成分分析
        2.5.3 內(nèi)外層基質(zhì)對核殼結(jié)構(gòu)發(fā)光強(qiáng)度的影響
        2.5.4 核基質(zhì)與殼層基質(zhì)中摻雜離子濃度優(yōu)化
    2.6 本章小結(jié)
3 上轉(zhuǎn)換/N-TiO₂復(fù)合光催化劑的制備及其光催化性質(zhì)研究
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)試劑
    3.3 樣品表征
    3.4 樣品制備
        3.4.1 NaYF₄：Yb,Tm@NaYF₄：Yb,Nd核殼納米粒子的合成與表面修飾
        3.4.2 NaYF₄：Yb,Tm@NaYF₄：Yb,Nd@N-TiO₂納米顆粒的制備
        3.4.3 NaYF₄：Yb,Tm@NaYF₄：Yb,Nd@N-TiO₂的光催化實(shí)驗(yàn)
    3.5 結(jié)果分析與討論
        3.5.1 合成方法
        3.5.2 形貌與結(jié)構(gòu)成分分析
        3.5.3 熒光性質(zhì)的研究
        3.5.4 NaYF₄：Yb,Tm@NaYF₄：Yb,Nd@N-TiO₂的光催化性質(zhì)的研究
        3.5.5 活性物種檢測
    3.6 本章小結(jié)
4 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝



本文編號：3985511