金屬有機(jī)骨架(MOF)因具有明確的孔結(jié)構(gòu)和可調(diào)控的物理化學(xué)性質(zhì),被認(rèn)為是目前最有潛力被開發(fā)應(yīng)用的光催化劑材料之一。相比于與傳統(tǒng)的無機(jī)光催化劑材料,MOF材料中存在巨大的催化活性位點(diǎn),其中,Cr基MOF由于其優(yōu)異的性能而倍受關(guān)注。然而,較高的帶隙能限制了MIL-101(Cr)在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用。相比之下,具有多能級(jí)的上轉(zhuǎn)換納米粒子(UCNPs)與窄帶隙的量子點(diǎn)(CdSe)是制造復(fù)合光催化劑有前途的候選物。本文分別將上轉(zhuǎn)換納米粒子NaGdF4:Yb,Er與量子點(diǎn)顆粒CdSe固定在MOF材料MIL-101(Cr)上,通過二者的協(xié)同作用,前者可使異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有熒光調(diào)控能力的同時(shí)提高紫外光響應(yīng)的能力,后者則通過電子和空穴的遷移改變復(fù)合材料的帶隙寬度,兩種方法皆可使異質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料顯示出了最高的光電流強(qiáng)度和最佳的羅丹明(RhB)降解能力。1.采用水熱法快速高效地制備出一種具有八面體孔隙結(jié)構(gòu)的MOF材料(MIL-101(Cr)),此MOF結(jié)構(gòu)規(guī)整且尺寸均一,具有較強(qiáng)的吸附性,使上轉(zhuǎn)換納米粒子(UCNPs)能夠穩(wěn)定均勻的分布在MIL-101(Cr)表面,獲得結(jié)構(gòu)性良好的MIL-101(Cr)/UCNPs復(fù)...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 光催化機(jī)理
    1.3 金屬有機(jī)框架材料
        1.3.1 金屬有機(jī)框架材料簡介
        1.3.2 金屬有機(jī)框架材料的分類
        1.3.3 金屬有機(jī)框架光催化技術(shù)的應(yīng)用
    1.4 上轉(zhuǎn)換材料(UCNPs)
        1.4.1 上轉(zhuǎn)換材料的發(fā)光機(jī)理
        1.4.2 上轉(zhuǎn)換材料的合成及應(yīng)用
            1.4.2.1 上轉(zhuǎn)換材料的合成及制備
            1.4.2.2 上轉(zhuǎn)換納米粒子的應(yīng)用
    1.5 CdSe量子點(diǎn)簡介
    1.6 MOF基復(fù)合材料的簡介
        1.6.1 量子點(diǎn)/MOF復(fù)合材料
        1.6.2 上轉(zhuǎn)換粒子/MOF復(fù)合材料
    1.7 課題的研究內(nèi)容及意義
第二章 實(shí)驗(yàn)材料及分析方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.3 結(jié)構(gòu)及性能表征
    2.4 材料性質(zhì)研究方法
        2.4.1 物相與晶相結(jié)構(gòu)分析(XRD,TEM)
        2.4.2 光學(xué)性能測(cè)定(PL)
        2.4.3 光電流響應(yīng)測(cè)定
        2.4.4 光催化染料降解測(cè)試
        2.4.5 Mott-Schottky曲線測(cè)試
第三章 MIL-101(Cr)/NaGdF₄:Yb,Er復(fù)合光催化劑的合成及性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器及原料
        3.2.2 上轉(zhuǎn)換納米粒子NaGdF₄:Yb,Er的合成
        3.2.3 MIL-101(Cr)八面體納米晶的合成
        3.2.4 MIL-101(Cr)/NaGdF₄:Yb,Er復(fù)合材料的合成
        3.2.5 MIL-101(Cr)/NaGdF₄:Yb,Er復(fù)合光催化劑的表征
    3.3 合成過程中樣品形貌及物相分析
        3.3.1 MIL-101(Cr)/UCNPs合成策略
        3.3.2 MIL-101(Cr)/UCNPs的 XRD分析
        3.3.3 MIL-101(Cr)/UCNPs的 TEM及 EDS分析
        3.3.4 MIL-101(Cr)/UCNPs的 FTIR分析
    3.4 MIL-101(Cr)/UCNPs復(fù)合材料的光學(xué)性能分析
        3.4.1 MIL-101(Cr)/UCNPs的紫外吸收
        3.4.2 MIL-101(Cr)/UCNPs的上轉(zhuǎn)換熒光
    3.5 MIL-101(Cr)/UCNPs復(fù)合材料的光催化作用機(jī)制
        3.5.1 MIL-101(Cr)/UCNPs的光電流及下轉(zhuǎn)換熒光測(cè)試
        3.5.2 MIL-101(Cr)/UCNPs的光催化性能研究
        3.5.3 MIL-101(Cr)/UCNPs的光催化穩(wěn)定性
        3.5.4 MIL-101(Cr)/UCNPs的光催化機(jī)理
    3.6 本章小結(jié)
第四章 CdSe QDs@MIL-101(Cr)復(fù)合材料的制備及光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 試驗(yàn)試劑及儀器
    4.3 復(fù)合材料CdSe QDs@MIL-101(Cr)的制備策略
        4.3.1 MIL-101(Cr)的制備
        4.3.2 CdSe量子點(diǎn)的合成
        4.3.3 CdSe QDs@MIL-101(Cr)復(fù)合材料的合成
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 CdSe QDs@MIL-101(Cr)的透射電鏡分析
        4.4.2 CdSe QDs@MIL-101(Cr)紫外-可見光譜
        4.4.3 CdSe QDs@MIL-101(Cr)熒光(PL)光譜分析
        4.4.4 CdSe QDs@MIL-101(Cr)的光電流及光催化分析
        4.4.5 CdSe QDs@MIL-101(Cr)的光催化機(jī)理
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間研究成果
致謝



本文編號(hào)：4040254