本文選題：鈣鈦礦結(jié)構(gòu)　切入點(diǎn)：發(fā)光材料　出處：《天津理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料在壓電、鐵電、發(fā)光、催化、磁電阻等多種功能材料領(lǐng)域都占有重要地位,是當(dāng)前材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本學(xué)位論文圍繞稀土摻雜的具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的熒光粉材料和光催化材料的制備及相關(guān)性能的研究展開(kāi)工作,探究稀土離子摻雜對(duì)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料發(fā)光性能和光催化性能的影響。主要成果如下:1.鈣鈦礦結(jié)構(gòu)BaSiO_3:Eu~(2+)材料的制備及發(fā)光性質(zhì)與光催化性能的研究。采用高溫固相法和共沉淀法制備BaSiO_3:Eu~(2+)熒光粉材料,比較二者的發(fā)光性質(zhì)后發(fā)現(xiàn),高溫固相法制得的樣品為505 nm的綠光發(fā)射,而共沉淀法制備的樣品為570 nm的黃光發(fā)射。通過(guò)實(shí)驗(yàn)辨明了Eu~(2+)在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)BaSiO_3基質(zhì)中的本征發(fā)射為570 nm的黃光發(fā)射,而文獻(xiàn)中報(bào)道的505 nm的綠光發(fā)射源于高溫固相反應(yīng)過(guò)程中生成的雜相Ba2SiO4:Eu~(2+)的發(fā)光。同時(shí),本文還對(duì)純鈣鈦礦結(jié)構(gòu)BaSiO_3:Eu~(2+)材料進(jìn)行了光催化性能的研究,結(jié)果顯示其光催化性能較差。2.鈣鈦礦結(jié)構(gòu)SrTiO_3:Pr~(3+)/Eu~(3+)材料的制備及發(fā)光性質(zhì)的研究。采用溶膠凝膠法制備SrTiO_3:Pr~(3+)/Eu~(3+)熒光粉材料并研究其發(fā)光性質(zhì)。結(jié)果表明SrTiO_3:Pr~(3+)熒光粉材料中Pr~(3+)的激發(fā)源于基質(zhì)的帶間吸收、Ti-O間電荷遷移躍遷和缺陷能級(jí)吸收;Eu~(3+)在SrTiO_3:Eu~(3+)熒光粉材料中的激發(fā)則來(lái)自于電荷遷移態(tài)、基質(zhì)和Eu~(3+)離子之間通過(guò)非輻射交叉弛豫的過(guò)程實(shí)現(xiàn)有效的能量傳遞。3.稀土摻雜鈣鈦礦結(jié)構(gòu)SrTiO_3材料的制備及光催化性能的探究。通過(guò)溶膠凝膠法制備了Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu元素?fù)诫s的SrTiO_3光催化材料并對(duì)比其光催化性能,發(fā)現(xiàn)在相同條件下,Y~(3+)摻雜SrTiO_3材料的催化性能最佳,對(duì)光的利用率可達(dá)96%。除此之外,我們通過(guò)改變Eu~(3+)摻雜濃度、制備方法、調(diào)節(jié)反應(yīng)溶液pH值及反應(yīng)氣氛四個(gè)方面分析其對(duì)Eu~(3+)摻雜鈣鈦礦結(jié)構(gòu)SrTiO_3的光催化性能的影響。結(jié)果如下:實(shí)驗(yàn)條件相同的情況下,濃度為0.08 mol Eu~(3+)摻雜的SrTiO_3樣品紫外-可見(jiàn)光照160 min之后對(duì)羅丹明B的降解率為70%,但采用溶膠凝膠法在反應(yīng)溶液pH=5并在空氣中燒結(jié)的0.02 mol Eu~(3+)摻雜SrTiO_3光催化性能更好,對(duì)RhB的降解率為92%。
[Abstract]:Perovskite structural materials play an important role in the fields of piezoelectric, ferroelectric, luminescent, catalytic, magnetoresistance and other functional materials. This dissertation focuses on the preparation and properties of rare earth doped phosphors and photocatalytic materials with perovskite structure. To explore the effect of rare earth ion doping on the photoluminescence and photocatalytic properties of perovskite structure materials. The main results are as follows: 1. Preparation, luminescence and photocatalytic properties of perovskite structure BaSiO_3:Eu~(2) materials. BaSiO_3:Eu~(2) phosphors were prepared by co-precipitation method. Comparing the luminescence properties of the two methods, it was found that the green emission of the samples obtained by high temperature solid phase method was 505 nm. However, the sample prepared by coprecipitation is yellow light emission of 570nm. The intrinsic emission of Eu~(2 in perovskite structure BaSiO_3 matrix is identified as 570nm yellow light emission. However, the green emission of 505nm reported in the literature originated from the luminescence of heterophase Ba2SiO4:Eu~(2 generated during the high temperature solid state reaction. Meanwhile, the photocatalytic properties of pure perovskite structure BaSiO_3:Eu~(2) materials were also studied. The results show that the photocatalytic properties of perovskite structure SrTiO_3:Pr~(3 / Eufon 3) are poor. The preparation and luminescence properties of perovskite structure SrTiO_3:Pr~(3 / Euf3) phosphors are studied. The SrTiO_3:Pr~(3 / EEU 3) phosphors have been prepared by sol-gel method and their luminescence properties have been studied. The results show that SrTiO_3:Pr~(3) phosphors are phosphors. The excitation of Pr~(3) in the SrTiO_3:Eu~(3) phosphors originates from the charge transfer transition between the interband absorption of Ti-O and the absorption of the defect energy levels from the charge transfer state in the SrTiO_3:Eu~(3) phosphors. The effective energy transfer between the matrix and Eu~(3 ions was achieved through the process of non-radiative cross-relaxation. 3.The preparation and photocatalytic properties of rare-earth doped perovskite structure SrTiO_3 materials were investigated. The preparation of SrTiO_3 with rare earth doped perovskite structure and its photocatalytic properties were studied by sol-gel method. The photocatalytic properties of SrTiO_3 photocatalytic materials doped with pigment were compared. It is found that the catalytic performance of the doped SrTiO_3 material is the best under the same conditions, and the utilization ratio of light can reach 96%. In addition, by changing the concentration of Eu~(3), the preparation method is obtained. The effects of the reaction solution pH value and reaction atmosphere on the photocatalytic properties of perovskite SrTiO_3 doped with Eu~(3 were analyzed. The results are as follows: under the same experimental conditions, The degradation rate of rhodamine B in the SrTiO_3 sample doped with 0.08 mol Eu~(3 was 700.The degradation rate of rhodamine B was 700.The photocatalytic activity of SrTiO_3 doped with 0.02 mol Eu~(3 sintered in the reaction solution pH=5 and in air by sol-gel method was better. The degradation rate of RhB was 92%.
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36

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本文編號(hào)：1661785