發(fā)布時間：2021-11-24 10:47

　　光催化是一種綠色環(huán)保、高效節(jié)能,能夠?qū)h(huán)境中的污染物降解的技術(shù)。其中最關(guān)鍵部分就是催化劑,而TiO₂因其自身優(yōu)良的特性成為研究最為成熟和應(yīng)用最為廣泛的一種半導(dǎo)體催化劑。但是由于TiO₂較大的禁帶寬度,導(dǎo)致TiO₂只能吸收少量其太陽光的紫外光部分,浪費了很大一部分太陽光的能量。因此科研工作者對半導(dǎo)體TiO₂催化劑進行積極的探索改性研究,并取得了一定的成果,使TiO₂對光的響應(yīng)范圍擴展到了可見光及近紅外部分,從而能夠大大提高太陽光有效利用率。上轉(zhuǎn)換材料中由于摻雜的稀土離子獨特的電子層結(jié)構(gòu)、較低聲子能量,致使其能夠吸收低能量的光轉(zhuǎn)換成高能量的光,成為人們廣泛研究的領(lǐng)域。當摻雜的稀土元素種類以及摻雜量不同時,上轉(zhuǎn)換材料的發(fā)光強度有很大的差異。本論文在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上,利用上轉(zhuǎn)換材料這種能夠吸收長波長的光轉(zhuǎn)換成短波長的光特性,與半導(dǎo)體TiO₂光催化劑采用復(fù)合的方法進行改性。論文首先利用溶劑熱法,改變實驗條件,優(yōu)化實驗過程,制備上轉(zhuǎn)換材料NaYF₄

【文章來源】：石家莊鐵道大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

TiO2光催化機理

圖 1-2 激發(fā)態(tài)吸收過程示意圖發(fā)態(tài)吸收機理之后，20 世紀 60 年代，Auzel[3在兩個處于激發(fā)態(tài)的稀土離子之間，總結(jié)為能離子(一種是施主離子和一種是受主離子)能量程。處于激發(fā)態(tài)的施主離子將能量傳遞給受主級，而施主離子本身則釋放能量回到基態(tài)能級方式不同，能量傳遞過程又可以分為以下幾個收、連續(xù)能連傳遞、交叉馳豫、協(xié)同作用。(量傳遞的一般機理，如圖 1-3(a)所示，處于基能量為 W 之后躍遷至激發(fā)態(tài)能級 E1，處于激發(fā)主離子 B,使受主離子 B 從基態(tài)能級 E0躍遷至子 B 會發(fā)生激發(fā)態(tài)吸收，躍遷至更高激發(fā)態(tài)能程中，如圖 1-3(b)所示，受主離子 B 第一次吸收

(c)交叉馳豫 (d)協(xié)同作用圖 1-3 能量傳遞過程示意圖圖(c)交叉馳豫過程可以發(fā)生在同種離子或者不同離子之間，一個離子將能量傳遞給另一個離子，使其躍遷至更高能級 E1上，然后再次進行能量傳遞躍遷至能級 E2上。(d)協(xié)同敏化過程可以認為是發(fā)生在三個或者多個離子之間的過程。吸收外界能量處于激發(fā)態(tài)的兩種施主離子 A、B 或者更多處于激發(fā)態(tài)的施主離子將能量同時傳遞給處于基態(tài)能級 E1的受主離子 C 時，受主離子會直接躍遷至激發(fā)態(tài)能級 E3上。能量傳遞過程主要為離子之間作用，需要滿足離子的濃度足夠大，這樣才能縮短摻雜離子之間的距離，從而使能量傳遞的發(fā)生。但是濃度過高會導(dǎo)致熒光猝滅，因此應(yīng)該合理控制摻入的離子濃度，使能量轉(zhuǎn)換最大化。(3)光子雪崩如圖 1-4 所示，處于亞穩(wěn)態(tài)能級 E2上的離子 A 吸收能量躍遷至 更高能級E3上后，離子 A 會與另一個處于基態(tài)能級 E0的離子 B 發(fā)生交叉馳豫，使離子 B

【參考文獻】：
期刊論文
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[7]物理學(xué)與新型（功能）材料專題系列介紹（Ⅲ） 開拓原子和物質(zhì)的中間領(lǐng)域──納米微粒與納米固體[J]. 張立德,牟季美.  物理. 1992(03)

碩士論文
[1]稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料及NaLuF4:Gd,Yb,Tm/TiO2納米復(fù)合光催化劑的制備與性能研究[D]. 宋凱琳.上海大學(xué) 2014
[2]上轉(zhuǎn)換/二氧化鈦復(fù)合光催化劑的合成與性能的研究[D]. 李聰玲.浙江師范大學(xué) 2013
[3]上轉(zhuǎn)換材料復(fù)合TiO2光催化劑的研究[D]. 于小鈞.山東輕工業(yè)學(xué)院 2010



本文編號：3515821