近年來,半導(dǎo)體光催化技術(shù)在治理環(huán)境污染和制備新能源方面的應(yīng)用成為科研學(xué)者們的研究熱點(diǎn)。但是,由于半導(dǎo)體自身特定帶隙的限制（如金屬硫/氧化物）,太陽光中近50%的近紅外光還未能被半導(dǎo)體直接吸收利用。而上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料卻可以直接利用近紅外光,并將其轉(zhuǎn)化為紫外或可見光,供半導(dǎo)體吸收利用。為了提高半導(dǎo)體對(duì)太陽能的利用率和光催化效率,將上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料與半導(dǎo)體相復(fù)合是一種有前景的改性方法。NaYF₄:Yb,Er作為一種有效的上轉(zhuǎn)換材料,因發(fā)光效率高和化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)受到了廣泛關(guān)注。本論文選取金屬硫/氧化物中的典型半導(dǎo)體ZnS、ZnIn₂S₄和WO₃為研究對(duì)象,采用NaYF₄:Yb,Er材料作為能量轉(zhuǎn)換載體來提高光生載流子分離和遷移效率以及對(duì)太陽光的利用率,進(jìn)而增強(qiáng)材料的光催化活性。本論文的主要研究內(nèi)容如下:1.通過簡單水熱法將NaYF₄:Yb,Er材料與ZnS復(fù)合,最終得到了不同質(zhì)量比（10%,20%,30%和40%）的YF₃:Yb,Er/ZnS... 

【文章來源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

半導(dǎo)體的光催化機(jī)理圖

第一章緒論5圖1.2MoS2-NaYF4:Yb3+/Er3+樣品在NIR光照射下的反應(yīng)機(jī)理圖[35]Tang等[36]制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的NaYF4:Yb,Tm@TiO2光催化劑，反應(yīng)機(jī)理如圖1.3所示。催化劑的外殼為銳鈦礦型TiO2納米晶，內(nèi)核為NaYF4:Yb,Tm納米顆粒。在光催化過程中，NaYF4:Yb,Tm和TiO2之間的能量傳遞極大地影響了光催化性能。同樣地，在980nm光激發(fā)下，基態(tài)的Yb3+首先會(huì)吸收能量，躍遷到激發(fā)態(tài)，再將能量轉(zhuǎn)移給Tm3+，使之躍遷到具有更高能量的激發(fā)態(tài)。銳鈦礦型TiO2被高能量的Tm3+發(fā)射的光譜激發(fā)，在CB上產(chǎn)生e-，VB上保留h+。然后這些電子-空穴對(duì)會(huì)遷移到催化劑表面來參與反應(yīng)。反應(yīng)中產(chǎn)生不同的自由基可以礦化有機(jī)染料。同時(shí)，Tang等也通過一系列實(shí)驗(yàn)證明近紅外照射下有機(jī)污染物的降解主要是由光催化反應(yīng)中產(chǎn)生的活性物種的氧化引起的，而不是近紅外輻射產(chǎn)生的熱能引起。圖1.3(a)980nm光激發(fā)下上轉(zhuǎn)換發(fā)光過程圖；(b)NaYF4:Yb,Tm@TiO2的光催化反應(yīng)機(jī)理圖[36]1.3.3上轉(zhuǎn)換/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)材料的應(yīng)用研究進(jìn)展目前，對(duì)于Ln3+摻雜的氟化物基UC材料，研究比較多的就是NaYF4:Yb,Er/Tm材料[35-38]。將其與一些半導(dǎo)體構(gòu)建成異質(zhì)結(jié)可以應(yīng)用于光降解有機(jī)污染物、還原重金屬離

第一章緒論5圖1.2MoS2-NaYF4:Yb3+/Er3+樣品在NIR光照射下的反應(yīng)機(jī)理圖[35]Tang等[36]制備了具有核殼結(jié)構(gòu)的NaYF4:Yb,Tm@TiO2光催化劑，反應(yīng)機(jī)理如圖1.3所示。催化劑的外殼為銳鈦礦型TiO2納米晶，內(nèi)核為NaYF4:Yb,Tm納米顆粒。在光催化過程中，NaYF4:Yb,Tm和TiO2之間的能量傳遞極大地影響了光催化性能。同樣地，在980nm光激發(fā)下，基態(tài)的Yb3+首先會(huì)吸收能量，躍遷到激發(fā)態(tài)，再將能量轉(zhuǎn)移給Tm3+，使之躍遷到具有更高能量的激發(fā)態(tài)。銳鈦礦型TiO2被高能量的Tm3+發(fā)射的光譜激發(fā)，在CB上產(chǎn)生e-，VB上保留h+。然后這些電子-空穴對(duì)會(huì)遷移到催化劑表面來參與反應(yīng)。反應(yīng)中產(chǎn)生不同的自由基可以礦化有機(jī)染料。同時(shí)，Tang等也通過一系列實(shí)驗(yàn)證明近紅外照射下有機(jī)污染物的降解主要是由光催化反應(yīng)中產(chǎn)生的活性物種的氧化引起的，而不是近紅外輻射產(chǎn)生的熱能引起。圖1.3(a)980nm光激發(fā)下上轉(zhuǎn)換發(fā)光過程圖；(b)NaYF4:Yb,Tm@TiO2的光催化反應(yīng)機(jī)理圖[36]1.3.3上轉(zhuǎn)換/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)材料的應(yīng)用研究進(jìn)展目前，對(duì)于Ln3+摻雜的氟化物基UC材料，研究比較多的就是NaYF4:Yb,Er/Tm材料[35-38]。將其與一些半導(dǎo)體構(gòu)建成異質(zhì)結(jié)可以應(yīng)用于光降解有機(jī)污染物、還原重金屬離

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料基質(zhì)的選擇[J]. 臧國鳳.  化工設(shè)計(jì)通訊. 2016(07)
[2]可見光下上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料摻雜納米TiO2的光催化活性研究[J]. 許鳳秀,馮光建,劉素文,修志亮,俞嬌仙.  硅酸鹽通報(bào). 2008(06)



本文編號(hào)：3036727