稀土上转换发光材料及NaLuF 4 :Gd,Yb,Tm/TiO 2 纳米复合光催化剂的制备与性能研究

发布时间：2024-03-20 04:28

　　近年来，稀土上转换发光材料在太阳能电池、生物成像、光催化等领域显示出广阔的应用前景。其中，稀土氟化物由于其低声子能、高化学稳定性，在上转换发光材料领域备受关注。众所周知，稀土上转换发光材料的基质材料、激发剂、敏化剂以及合成方法与其发光性质有着密切关系。研究不同基质、掺杂元素、合成方法等制备不同尺寸与形貌的上转换发光材料，并研究其上转换发光性质及在不同领域中的应用，是上转换材料领域重要的研究课题。 TiO2是迄今为止最有潜力和应用最为广泛的一种半导体光催化剂，但是TiO2只能吸收太阳光中的紫外光,而紫外光仅占太阳光能的3%5%。将TiO2光催化剂与上转换发光材料复合，利用上转换发光材料将可见光或近红外光转化为能被TiO2吸收的紫外光,间接拓展TiO2对太阳光的响应范围，产生高反应活性的光生电子和空穴，能有效提高TiO2的太阳光光催化效率。 本论文首先研究采用两种不同合成方法，制备了不同基质材料，不同掺杂离子的稀土氟化物上转换发光材料，对所制得材料的形貌、粒径、晶型等进行了表征、分析，研究其发光性能，并对两种不同方法制备的材料的性能进行比较。最后将制得的稀土上转换发光材料与TiO2复合制备...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 稀土上转换发光材料简介
        1.1.1 稀土上转换发光材料的发光机理
        1.1.2 稀土上转换发光材料的构成
        1.1.3 稀土上转换发光材料的制备方法
        1.1.4 提高稀土离子上转换发光效率的方法
        1.1.5 紫外上转换发光材料的研究现状
    1.2 纳米 TiO₂光催化剂简介
        1.2.1 TiO₂光催化机理
        1.2.2 影响 TiO₂光催化活性的因素
        1.2.3 提高光催化反应效率的途径
        1.2.4 上转换发光材料/TiO₂复合材料
    1.3 论文的研究意义和内容
第二章 溶剂热法制备以 NaYF₄, NaLuF₄和 NaGdF₄为基质的纳米晶及其性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂与仪器
        2.2.2 稀土氯化物的制备
        2.2.3 溶剂热法制备上转换纳米晶
        2.2.4 表征
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 上转换纳米晶的组成结构与形貌
        2.3.2 上转换纳米晶的发光性能
    2.4 本章小结
第三章 水热法制备以 NaYF₄, NaLuF₄和 NaGdF₄为基质的上转换发光材料及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂
        3.2.2 稀土氯化物的制备
        3.2.3 水热法制备上转换发光材料
        3.2.4 表征
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 上转换纳米晶的组成结构与形貌
        3.3.2 上转换纳米晶的发光性能
    3.4 本章小结
第四章 NaLuF₄：Gd, Yb, Tm/TiO₂纳米复合光催化剂的制备及其光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂
        4.2.2 稀土氯化物的制备
        4.2.3 溶剂热法制备上转换纳米晶
        4.2.4 NaLuF₄: Gd, Yb, Tm 上转换纳米晶改性
        4.2.5 NaLuF₄: Gd, Yb, Tm/TiO₂纳米复合物的制备
        4.2.6 表征
        4.2.7 光催化实验
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 NaLuF₄: Gd, Yb,Tm/TiO₂纳米复合物的表征
        4.3.2 NaLuF₄: Gd, Yb,Tm/TiO₂紫外-可见光谱测定
        4.3.3 样品上转换光学性质
        4.3.4 光催化活性测试及分析
        4.3.5 光催化反应机理
    4.4 结论
第五章 结论与展望
参考文献
作者攻读硕士学位期间公开发表的论文、专利
作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目
致谢



本文编号：3932961