本文關(guān)鍵詞：鉬酸鉍粉體光催化以及發(fā)光性質(zhì)的研究

  更多相關(guān)文章： Bi_2MoO_6 水熱法 光催化 稀土摻雜 上轉(zhuǎn)換發(fā)光

【摘要】：近年來(lái),半導(dǎo)體光催化技術(shù)作為21世紀(jì)治理環(huán)境污染、凈化空氣和水體、合理地利用太陽(yáng)能降解有機(jī)污染物的有效方法,越來(lái)越受到人們的關(guān)注。尋找具有可見(jiàn)光響應(yīng)的新型光催化材料成為半導(dǎo)體光催化技術(shù)從實(shí)驗(yàn)到實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵。Bi2MoO6是Aurivillius型氧化物之一,由于具有新穎的物理和化學(xué)性質(zhì)使其在太陽(yáng)能電池、離子導(dǎo)體、氣體傳感器和光催化劑等方面有著潛在的應(yīng)用前景。Bi2MoO6克服了Ti02等禁帶寬度較大的光催化劑僅僅對(duì)太陽(yáng)光中的紫外光有響應(yīng)的不足和缺點(diǎn),在可見(jiàn)光的照射下,就能夠使有機(jī)物污染物得到有效降解,它是新型可見(jiàn)光光催化劑的代表之一。本論文采用水熱法制備了Bi2MoO6粉體,通過(guò)X-射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、氣象色譜儀等分析手段對(duì)制備樣品的結(jié)構(gòu)、形貌以及光催化性能進(jìn)行了表征分析。并通過(guò)熒光光譜儀對(duì)Bi2MoO6:Yb3+,Tm3+的發(fā)光性能進(jìn)行了分析。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：(1)以Bi(NO3)3·5H2O和Na2MoO4-2H2O為原料,用水熱法成功制備了Bi2MoO6粉體,分析了pH、溫度、時(shí)間這三個(gè)因素對(duì)制備Bi2MoO6粉體的影響。發(fā)現(xiàn)只有在酸性環(huán)境中才可以制備出純相的片狀Bi2MoO6,在堿性環(huán)境則會(huì)生成Bi3.64MO0.36O6.55。溫度在120℃以上都能夠成功合成Bi2MoO6晶體,隨著溫度的升高,Bi2MoO6粉體的衍射峰強(qiáng)度不斷增強(qiáng)。反應(yīng)時(shí)間在16h時(shí)候,制備的Bi2MoO6粉體結(jié)晶效果較好,增加反應(yīng)時(shí)間對(duì)結(jié)晶效果的改變已經(jīng)不明顯。(2)分析了增強(qiáng)Bi2MoO6粉體光催化活性的三種方法。添加PVP后對(duì)樣品的形貌產(chǎn)生了重大影響,可以發(fā)現(xiàn)形成了花球狀,顆粒尺寸變小,從而有效提高了其光催化活性。Ag修飾Bi2MoO6粉體后可以提高光催化降解異丙醇的活性,可能是由于Ag摻雜后能夠增加Bi2MoO6的光響應(yīng)范圍,同時(shí)也能在一定程度上降低電子與空穴復(fù)合的概率,提高了光生載流子的利用效率。F摻雜Bi2MoO6粉體后,隨著F摻雜比例的增大,光催化活性先增強(qiáng)后減弱,當(dāng)達(dá)到0.4時(shí),效率達(dá)到最高,然而隨著F摻雜比例的繼續(xù)增加,活性出現(xiàn)了降低。(3)在980nm半導(dǎo)體激光器的激發(fā)下,使用日立F-4700光譜儀記錄了樣品的上轉(zhuǎn)換發(fā)射光譜。Bi2MoO6:Yb3+,Tm3+內(nèi)米粉在上轉(zhuǎn)換發(fā)射光譜上共有兩個(gè)發(fā)射峰,分別是480nm處極強(qiáng)的藍(lán)光發(fā)射和652nm非常弱的紅光發(fā)射。肉眼觀察到的上轉(zhuǎn)換發(fā)光為藍(lán)色。經(jīng)過(guò)比較不同稀土離子摻雜濃度的發(fā)射光譜得出,Bi2MoO6:Yb3+, Tm3+發(fā)光粉的最優(yōu)稀土摻雜比例為Tm3+離子濃度為1%, Yb3+離子濃度為8%。通過(guò)Ag修飾的樣品,隨著Ag引入量的增大,Bi2MoO6:Yb3+, Tm3+樣品發(fā)光由增強(qiáng)而后變?yōu)闇p弱,在AgNO3與Bi2MoO6:Yb3+, Tm3+的比例為0.01時(shí)發(fā)光效率最高,發(fā)光強(qiáng)度大約是Ag修飾前的3.7倍。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鉬酸鉍粉體具有良好的光催化性能和上轉(zhuǎn)換發(fā)光效果。而Ag修飾后的鉬酸鉍粉體不僅可以通過(guò)電子空穴分的離增強(qiáng)光催化效果,同時(shí)熒光等離子體共振效應(yīng)使發(fā)光效果獲得增強(qiáng)。
【關(guān)鍵詞】：Bi_2MoO_6 水熱法 光催化 稀土摻雜 上轉(zhuǎn)換發(fā)光
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ135.32;O643.36;O644.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第1章 緒論13-22
• 1.1 引言13
• 1.2 半導(dǎo)體光催化技術(shù)概述13-16
• 1.2.1 光催化反應(yīng)原理13-14
• 1.2.2 光催化活性的改性14-16
• 1.3 稀土摻雜上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料16-19
• 1.3.1 稀土發(fā)光材料概述16-17
• 1.3.2 上轉(zhuǎn)換發(fā)光以及Yb~(3+)和Tm~(3+)的上轉(zhuǎn)換過(guò)程17-19
• 1.4 鉬酸鉍納米材料19-21
• 1.4.1 鉬酸鉍材料的簡(jiǎn)介19-20
• 1.4.2 Bi_2MoO_6的光催化研究現(xiàn)狀20-21
• 1.5 本文的研究思路及主要內(nèi)容21-22
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方法與表征手段22-25
• 2.1 主要化學(xué)試劑22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備22-23
• 2.3 樣品表征23-25
• 2.3.1 X射線衍射儀(XRD)23-24
• 2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)24
• 2.3.3 氣相色譜分析儀24
• 2.3.4 熒光光譜儀24-25
• 第3章 水熱制備Bi_2MoO_6粉體的工藝條件選擇25-33
• 3.1 Bi_2MoO_6粉體的制備方法25-26
• 3.2 pH對(duì)制備Bi_2MoO_6粉體的影響26-29
• 3.2.1 物相分析26-27
• 3.2.2 形貌分析27-28
• 3.2.3 機(jī)理分析28-29
• 3.3 溫度對(duì)制備Bi_2MoO_6粉體的影響29-31
• 3.3.1 物相分析29-30
• 3.3.2 形貌分析30-31
• 3.4 時(shí)間對(duì)制備Bi_2MoO_6粉體的影響31-32
• 3.4.1 物相分析31-32
• 3.4.2 形貌分析32
• 3.5 本章小結(jié)32-33
• 第4章 增強(qiáng)Bi_2MoO_6粉體光催化性能的措施33-43
• 4.1 加入表面活性劑33-36
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)工藝流程33
• 4.1.2 PVP對(duì)鉬酸鉍粉體物相和形貌的影響33-35
• 4.1.3 PVP對(duì)鉬酸鉍粉體光催化的影響35-36
• 4.2 Ag修飾鉬酸鉍粉體36-39
• 4.2.1 制備方法36-37
• 4.2.2 物相和形貌分析37-38
• 4.2.3 Ag修飾對(duì)鉬酸鉍粉體光催化的影響38-39
• 4.3 氟摻雜鉬酸鉍粉體39-41
• 4.3.1 制備方法39-40
• 4.3.2 物相分析40
• 4.3.3 光催化降解實(shí)驗(yàn)40-41
• 4.4 本章小結(jié)41-43
• 第5章 稀土摻雜Bi_2MoO_6粉體上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能的研究43-50
• 5.1 Bi_2MoO_6：Yb~(3+),Tm~(3+)上轉(zhuǎn)換發(fā)光43-47
• 5.1.1 Bi_2MoO_6：Yb~(3+),Tm~(3+)上轉(zhuǎn)換發(fā)光粉體的制備43-44
• 5.1.2 Bi_2MoO_6：Yb~(3+),Tm~(3+)粉體的表征44-45
• 5.1.3 Bi_2MoO_6：Yb~(3+),Tm~(3+)粉體的發(fā)光性能45-47
• 5.2 Ag/Bi_2MoO_6：Yb~(3+),Tm~(3+)47-49
• 5.2.1 金屬表面增強(qiáng)熒光效應(yīng)47-48
• 5.2.2 Ag/Bi_2MoO_6：Yb~(3+),Tm~(3+)粉體的制備48
• 5.2.3 Ag/Bi_2MoO_6：Yb~(3+),Tm~(3+)粉體的光譜性質(zhì)48-49
• 5.3 本章小結(jié)49-50
• 第6章 結(jié)論與展望50-52
• 6.1 結(jié)論50-51
• 6.2 展望51-52
• 致謝52-53
• 參考文獻(xiàn)53-58

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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本文編號(hào)：970763