本文主要研究内容
作者常美琪（2019）在《TiO2和SiO2/TiO2基稀土双功能复合材料的合成、结构及性能研究》一文中研究指出：作为最有前景的光催化剂之一,TiO2已被广泛用于光催化降解有机污染物领域,以解决环境污染问题。此外,由于TiO2具有相对宽的带隙、高折射率、高化学稳定性和较低的声子能量等特点使其可用作稀土掺杂发光材料的主体以用于荧光粉、X射线成像、闪烁体、激光和显示监视器等领域。然而,目前对于TiO2的发光与光催化性质及其关联规律的研究鲜有报道。此外,SiO2修饰的TiO2复合材料表现出比纯TiO2材料更高的发光强度及光催化活性,且SiO2@TiO2复合材料的形貌及晶相可以通过SiO2的蚀刻过程进行控制,而材料的物化性质往往与晶相及形貌密切相关。因此可控合成TiO2基发光及光催化材料,详细讨论材料的发光性质、光催化活性及两种性质的相关性十分必要。本论文制备了多种不同形貌、尺寸及晶相的稀土掺杂TiO2及稀土掺杂SiO2@TiO2纳米材料,详细研究了产物的生长机理、发光性质及光催化活性,系统地探讨了发光强度与光催化效率的相关性。研究工作主要包括以下几部分:1.通过水热及静电纺丝法制备了纳米棒、稻草束、微米花、纳米纤维等不同形貌的TiO2:Eu3+材料。在紫外光激发下,材料呈现Eu3+的红光发射。推测了材料的形成机理,讨论了发光强度与形貌的关系,研究了煅烧温度对锐钛矿与金红石的晶相比例及产物形貌的影响。研究结果发现适量Eu3+的引入不仅赋予TiO2以发光性能,还可提高其光降解甲基橙的效率。通过计算Judd-Ofelt参数推测了Eu3+离子主要占据TiO2中的C2v、C2和Cs位点。2.以球形SiO2为模板,通过溶剂热包覆法及蚀刻过程合成了SiO2@TiO2:Eu3+/Sm3+核壳结构、蛋黄状结构及空心结构复合材料,探讨了材料形貌对发光强度及光催化性能的影响,并研究了光利用率、结晶性、Ti-O-Si键及比表面积等因素对发光强度及光催化活性的影响占比。在紫外光激发下,材料呈现Eu3+的特征红光发射及Sm3+的特征橙红光发射。在模拟太阳光照射下,核壳结构复合材料对甲基橙的降解效率最高。3.通过溶胶凝胶和溶剂热两种包覆法制备了SiO2@TiO2:Sm3+核壳结构复合材料,研究了包覆方法对核壳结构材料的发光及光催化性能的影响、Sm3+离子的掺杂浓度对TiO2的晶相转变的抑制作用以及晶相比例的变化对光催化活性的影响。而后通过蚀刻过程制备了蛋黄状及空心结构复合材料,研究了不同形貌材料的发光及光催化性能,并通过结晶性、比表面积及光利用率等影响因素系统讨论了发光与光催化性质的相关性。当采用溶胶凝胶包覆法时,核壳结构复合材料具有最大的橙红光发射强度及光降解效率;而采用溶剂热包覆法时,核壳结构复合材料的发光强度略低于蛋黄状结构。4.以SiO2@TiO2:Eu3+核壳结构材料为基体,通过溶胶凝胶包覆法制备了SiO2@TiO2:Eu3+@SiO2核双壳材料。SiO2的包覆有效的提高了核壳材料的发光强度,详细研究了SiO2包覆厚度对发光强度的影响,并提出了发光增强的机理。此外,通过改变核壳及双核壳结构的蚀刻以及煅烧处理顺序制备了蛋黄状结构及中空结构复合材料。性能测试结果表明中空结构具有最强的红光发射,核壳结构具有最高的光降解甲基橙效率。5.以SiO2@TiO2:Eu3+核壳结构材料为基体,通过溶胶凝胶法和溶剂热两种包覆法制备了SiO2@TiO2:Eu3+@TiO2核双壳结构材料,并研究了包覆方法的差异对材料发光强度的影响。结果表明,溶胶凝胶包覆法能够提高核壳材料的发光强度,而溶剂热包覆法会降低材料的发光强度。此外,探究了样品的煅烧处理对材料的发光及光降解聚丙烯酰胺效率的影响,并深入分析了材料的光催化和发光性能的相关性。具有锐钛矿内壳和锐钛矿-金红石混相外壳的核双壳结构具有比核壳材料及商用P25更优的聚丙烯酰胺光降解活性。
Abstract
zuo wei zui you qian jing de guang cui hua ji zhi yi ,TiO2yi bei an fan yong yu guang cui hua jiang jie you ji wu ran wu ling yu ,yi jie jue huan jing wu ran wen ti 。ci wai ,you yu TiO2ju you xiang dui kuan de dai xi 、gao she she lv 、gao hua xue wen ding xing he jiao di de sheng zi neng liang deng te dian shi ji ke yong zuo xi tu can za fa guang cai liao de zhu ti yi yong yu ying guang fen 、Xshe xian cheng xiang 、shan shuo ti 、ji guang he xian shi jian shi qi deng ling yu 。ran er ,mu qian dui yu TiO2de fa guang yu guang cui hua xing zhi ji ji guan lian gui lv de yan jiu xian you bao dao 。ci wai ,SiO2xiu shi de TiO2fu ge cai liao biao xian chu bi chun TiO2cai liao geng gao de fa guang jiang du ji guang cui hua huo xing ,ju SiO2@TiO2fu ge cai liao de xing mao ji jing xiang ke yi tong guo SiO2de shi ke guo cheng jin hang kong zhi ,er cai liao de wu hua xing zhi wang wang yu jing xiang ji xing mao mi qie xiang guan 。yin ci ke kong ge cheng TiO2ji fa guang ji guang cui hua cai liao ,xiang xi tao lun cai liao de fa guang xing zhi 、guang cui hua huo xing ji liang chong xing zhi de xiang guan xing shi fen bi yao 。ben lun wen zhi bei le duo chong bu tong xing mao 、che cun ji jing xiang de xi tu can za TiO2ji xi tu can za SiO2@TiO2na mi cai liao ,xiang xi yan jiu le chan wu de sheng chang ji li 、fa guang xing zhi ji guang cui hua huo xing ,ji tong de tan tao le fa guang jiang du yu guang cui hua xiao lv de xiang guan xing 。yan jiu gong zuo zhu yao bao gua yi xia ji bu fen :1.tong guo shui re ji jing dian fang si fa zhi bei le na mi bang 、dao cao shu 、wei mi hua 、na mi qian wei deng bu tong xing mao de TiO2:Eu3+cai liao 。zai zi wai guang ji fa xia ,cai liao cheng xian Eu3+de gong guang fa she 。tui ce le cai liao de xing cheng ji li ,tao lun le fa guang jiang du yu xing mao de guan ji ,yan jiu le duan shao wen du dui rui tai kuang yu jin gong dan de jing xiang bi li ji chan wu xing mao de ying xiang 。yan jiu jie guo fa xian kuo liang Eu3+de yin ru bu jin fu yu TiO2yi fa guang xing neng ,hai ke di gao ji guang jiang jie jia ji cheng de xiao lv 。tong guo ji suan Judd-Ofeltcan shu tui ce le Eu3+li zi zhu yao zhan ju TiO2zhong de C2v、C2he Cswei dian 。2.yi qiu xing SiO2wei mo ban ,tong guo rong ji re bao fu fa ji shi ke guo cheng ge cheng le SiO2@TiO2:Eu3+/Sm3+he ke jie gou 、dan huang zhuang jie gou ji kong xin jie gou fu ge cai liao ,tan tao le cai liao xing mao dui fa guang jiang du ji guang cui hua xing neng de ying xiang ,bing yan jiu le guang li yong lv 、jie jing xing 、Ti-O-Sijian ji bi biao mian ji deng yin su dui fa guang jiang du ji guang cui hua huo xing de ying xiang zhan bi 。zai zi wai guang ji fa xia ,cai liao cheng xian Eu3+de te zheng gong guang fa she ji Sm3+de te zheng cheng gong guang fa she 。zai mo ni tai yang guang zhao she xia ,he ke jie gou fu ge cai liao dui jia ji cheng de jiang jie xiao lv zui gao 。3.tong guo rong jiao ning jiao he rong ji re liang chong bao fu fa zhi bei le SiO2@TiO2:Sm3+he ke jie gou fu ge cai liao ,yan jiu le bao fu fang fa dui he ke jie gou cai liao de fa guang ji guang cui hua xing neng de ying xiang 、Sm3+li zi de can za nong du dui TiO2de jing xiang zhuai bian de yi zhi zuo yong yi ji jing xiang bi li de bian hua dui guang cui hua huo xing de ying xiang 。er hou tong guo shi ke guo cheng zhi bei le dan huang zhuang ji kong xin jie gou fu ge cai liao ,yan jiu le bu tong xing mao cai liao de fa guang ji guang cui hua xing neng ,bing tong guo jie jing xing 、bi biao mian ji ji guang li yong lv deng ying xiang yin su ji tong tao lun le fa guang yu guang cui hua xing zhi de xiang guan xing 。dang cai yong rong jiao ning jiao bao fu fa shi ,he ke jie gou fu ge cai liao ju you zui da de cheng gong guang fa she jiang du ji guang jiang jie xiao lv ;er cai yong rong ji re bao fu fa shi ,he ke jie gou fu ge cai liao de fa guang jiang du lve di yu dan huang zhuang jie gou 。4.yi SiO2@TiO2:Eu3+he ke jie gou cai liao wei ji ti ,tong guo rong jiao ning jiao bao fu fa zhi bei le SiO2@TiO2:Eu3+@SiO2he shuang ke cai liao 。SiO2de bao fu you xiao de di gao le he ke cai liao de fa guang jiang du ,xiang xi yan jiu le SiO2bao fu hou du dui fa guang jiang du de ying xiang ,bing di chu le fa guang zeng jiang de ji li 。ci wai ,tong guo gai bian he ke ji shuang he ke jie gou de shi ke yi ji duan shao chu li shun xu zhi bei le dan huang zhuang jie gou ji zhong kong jie gou fu ge cai liao 。xing neng ce shi jie guo biao ming zhong kong jie gou ju you zui jiang de gong guang fa she ,he ke jie gou ju you zui gao de guang jiang jie jia ji cheng xiao lv 。5.yi SiO2@TiO2:Eu3+he ke jie gou cai liao wei ji ti ,tong guo rong jiao ning jiao fa he rong ji re liang chong bao fu fa zhi bei le SiO2@TiO2:Eu3+@TiO2he shuang ke jie gou cai liao ,bing yan jiu le bao fu fang fa de cha yi dui cai liao fa guang jiang du de ying xiang 。jie guo biao ming ,rong jiao ning jiao bao fu fa neng gou di gao he ke cai liao de fa guang jiang du ,er rong ji re bao fu fa hui jiang di cai liao de fa guang jiang du 。ci wai ,tan jiu le yang pin de duan shao chu li dui cai liao de fa guang ji guang jiang jie ju bing xi xian an xiao lv de ying xiang ,bing shen ru fen xi le cai liao de guang cui hua he fa guang xing neng de xiang guan xing 。ju you rui tai kuang nei ke he rui tai kuang -jin gong dan hun xiang wai ke de he shuang ke jie gou ju you bi he ke cai liao ji shang yong P25geng you de ju bing xi xian an guang jiang jie huo xing 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自吉林大学的常美琪，发表于刊物吉林大学2019-06-25论文，是一篇关于基材料论文,稀土掺杂论文,构效关系论文,发光性能论文,光催化活性论文,吉林大学2019-06-25论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自吉林大学2019-06-25论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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