為解決水體污染問題,能夠吸收取之不盡用之不竭、安全環(huán)保的太陽能的可見光催化劑成功地吸引了廣大學(xué)者的注意。這種催化劑在降解污染物方面不僅高效可重復(fù)使用,而且對環(huán)境友好。當(dāng)然在殺菌等其他方面也有一定的應(yīng)用。光催化初期,人們主要研究在殺菌防腐、治理有機污染等方面起著很大作用的無毒、活性高、穩(wěn)定性好的TiO2,但其禁帶較寬、不能充分利用太陽能、只能在紫外（UV）光下被激活,因此在實際應(yīng)用中受到限制。眾所周知,太陽能在紫外范圍（290-400nm）為6.8%、可見光范圍（400-760nm）為38.9%、紅外光譜范圍（760-3000nm）約為54.3%。于是學(xué)者們開始尋求新型的可見光催化劑,如鎢酸鉍（Bi₂WO₆）。Bi₂WO₆不僅可以吸收可見光,還無毒無害、穩(wěn)定性好、光催化效率高、成本低廉。但是它存在比表面積小、自由載流子易復(fù)合等缺點,致使光催化效率不高。本論文通過稀土共摻,以改進(jìn)Bi₂WO₆的光催化效率。論文主要研究內(nèi)容如下:（1）利用水熱法制備摻雜不同濃度比... 

【文章來源】：遼寧大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

光催化反應(yīng)過程圖1-1光催化反應(yīng)過程

第1章緒論5稀土發(fā)光材料中屬于氧化物之一的鎢酸鉍因性質(zhì)穩(wěn)定，倍受人們青睞。稀土離子取代原來的陽離子進(jìn)入晶格內(nèi)，作為發(fā)光中心。稀土發(fā)光材料應(yīng)用廣泛，主要應(yīng)用在顯示設(shè)備、上轉(zhuǎn)換激光器、醫(yī)療診斷、凈化機動車尾氣、催化凈化有毒的廢氣等方面。人們的生活更是離不開它。1.4上轉(zhuǎn)換發(fā)光機制上轉(zhuǎn)換發(fā)光屬于長波長的光轉(zhuǎn)換為短波長的光，而下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料是一種短波長的光轉(zhuǎn)換為長波長的光的一種材料[42-45]。其上轉(zhuǎn)換發(fā)光機制有不同的種類，具體分類分析如下：（1）激發(fā)態(tài)吸收過程（ESA）激發(fā)態(tài)吸收過程是指多個連續(xù)光子被特定離子吸收后，發(fā)生能級躍遷，最終落回基態(tài)，同時釋放光子，這也是上轉(zhuǎn)換發(fā)光的基本過程。如圖1-2所示：一光子能量激發(fā)第一能級離子躍遷到上一能級，該離子繼續(xù)受到激發(fā)，躍遷到第三能級，第三能級的離子繼續(xù)被激發(fā)到第四能級，如此重復(fù)形成多光子吸收過程，當(dāng)離子數(shù)足夠多時發(fā)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)發(fā)出光子[46]。圖1-2激發(fā)態(tài)吸收過程（2）能量傳遞（ET）（a）連續(xù)能量轉(zhuǎn)移（SET）：該過程不只有一個離子參與，而是在多個離子共摻體系中存在的一個過程。如圖1-3（a）所示，Ion2為接受能量的受主離子，特定的能量被處于基態(tài)的施主離子Ion1吸收后，向第二能級躍遷，第二

第1章緒論6能級的Ion1離子落回基態(tài)，并釋放能量傳遞給基態(tài)的Ion2離子使其向第二能級躍遷，此時第二能級的Ion2離子繼續(xù)躍遷到上面的能級，該能級不穩(wěn)定將向下輻射躍遷，釋放出光子。（b）交叉弛豫（CR）：該過程可以只有一種離子參與，也可以有多種離子參與。如圖1-3（b）所示，位于高能級的離子被另一位于同一能級的離子落回基態(tài)時釋放的能量激發(fā)到更高能級的過程[47]。（c）協(xié)同上轉(zhuǎn)換（CU）：該過程的發(fā)生需要多種稀土離子參與。如圖1-3（c）所示：與上述的能量傳遞過程相比，在這個過程中沒有中間能級加入，而是第三個位于基態(tài)的離子直接吸收另兩個離子的能量直接到達(dá)另一個離子的高能級，沒發(fā)生二次躍遷[48]。(a)(b)(c)圖1-3能量傳遞過程（3）光子雪崩（PA）如圖1-4所示，E2能級上的部分離子被與E2、E3能級匹配的激發(fā)光能量激發(fā)到E3能級，然后落回E2能級并釋放能量傳遞給E1能級將其激發(fā)到E2能級，反復(fù)該過程，致使E2能級上的離子激增，像雪山崩塌一樣，所以叫它光子雪崩過程[49,50]。圖1-4光子雪崩過程

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]CuO/Er-Yb-TiO2的制備及在模擬可見光下催化CO2合成甲醇[J]. 肖灑,談恒,吳珊妮,曾敏,熊春榮.  材料導(dǎo)報. 2020(02)
[2]Eu3+摻雜γ-Bi2MoO6的合成及其光催化活性研究[J]. 王丹軍,申會東,岳林林,何小梅,付峰.  稀土. 2016(03)
[3]pH對低溫燃燒法合成鎢酸鉍光催化降解羅丹明B的影響[J]. 余忠雄,向壘,鐘方龍,李彥文,莫測輝,蔡全英,黃獻(xiàn)培,吳小蓮,趙海明.  無機材料學(xué)報. 2015(05)
[4]納米La-TiO2光催化降解甲基橙廢水的研究[J]. 謝英娜,秦來亮,安勝利,袁春華.  化工新型材料. 2013(06)
[5]不同形貌的鎢酸鉍納米材料的制備及其光催化性能[J]. 邢光建,李鈺梅,趙錚,王怡,武光明.  人工晶體學(xué)報. 2010(05)
[6]上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及發(fā)光效率研究及展望[J]. 杜海燕,楊志萍,孫家躍.  化工新型材料. 2009(09)
[7]鑭系離子摻雜TiO2的制備及其對咪唑降解反應(yīng)的光催化活性[J]. 陳恩偉,銀董紅,宋慧娟,龔黎明,喻寧亞.  催化學(xué)報. 2006(04)
[8]上轉(zhuǎn)換材料納米顆粒的制備及其性能表征[J]. 王婷,王悅輝,石士考,李勃,周濟.  四川大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(S1)
[9]稀土離子的上轉(zhuǎn)換發(fā)光及研究進(jìn)展[J]. 楊建虎,戴世勛,姜中宏.  物理學(xué)進(jìn)展. 2003(03)
[10]稀土離子上轉(zhuǎn)換發(fā)光的研究[J]. 趙謖玲,侯延冰,董金鳳.  半導(dǎo)體光電. 2000(04)

博士論文
[1]稀土摻雜氧化物半導(dǎo)體的上轉(zhuǎn)換、光催化及協(xié)同性能研究[D]. 黃慧寧.山東大學(xué) 2019
[2]基于脈沖強磁場稀土鉺元素發(fā)光性質(zhì)的研究[D]. 張俊佩.華中科技大學(xué) 2014

碩士論文
[1]稀土摻雜Bi2WO6的制備與性能研究[D]. 李紅.大連工業(yè)大學(xué) 2017
[2]鎢酸鉍上轉(zhuǎn)換發(fā)光與光催化研究[D]. 謝宇.遼寧大學(xué) 2016
[3]鎢酸鉍基三元復(fù)合光催化劑的可控合成及光催化性能研究[D]. 閆穎.陜西科技大學(xué) 2016
[4]鎢鉬酸鉍的控制合成及其光催化性能[D]. 楊薇.西安建筑科技大學(xué) 2014
[5]WO3/BiVO4復(fù)合光催化劑的制備及其可見光光催化性能研究[D]. 張昭.北京交通大學(xué) 2014
[6]微米/納米上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的自組裝及光譜性質(zhì)研究[D]. 劉娟.長春理工大學(xué) 2012



本文編號：3046439