近年來,半導體光催化技術在治理環(huán)境污染和制備新能源方面的應用成為科研學者們的研究熱點。但是,由于半導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體直接吸收利用。而上轉換發(fā)光材料卻可以直接利用近紅外光,并將其轉化為紫外或可見光,供半導體吸收利用。為了提高半導體對太陽能的利用率和光催化效率,將上轉換發(fā)光材料與半導體相復合是一種有前景的改性方法。NaYF₄:Yb,Er作為一種有效的上轉換材料,因發(fā)光效率高和化學穩(wěn)定性好等特點受到了廣泛關注。本論文選取金屬硫/氧化物中的典型半導體ZnS、ZnIn₂S₄和WO₃為研究對象,采用NaYF₄:Yb,Er材料作為能量轉換載體來提高光生載流子分離和遷移效率以及對太陽光的利用率,進而增強材料的光催化活性。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復合,最終得到了不同質量比（10%,20%,30%和40%）的YF₃:Yb,Er/ZnS... 

【文章來源】：江西理工大學江西省

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

半導體的光催化機理圖

第一章緒論5圖1.2MoS2-NaYF4:Yb3+/Er3+樣品在NIR光照射下的反應機理圖[35]Tang等[36]制備了具有核殼結構的NaYF4:Yb,Tm@TiO2光催化劑，反應機理如圖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+首先會吸收能量，躍遷到激發(fā)態(tài)，再將能量轉移給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-空穴對會遷移到催化劑表面來參與反應。反應中產(chǎn)生不同的自由基可以礦化有機染料。同時，Tang等也通過一系列實驗證明近紅外照射下有機污染物的降解主要是由光催化反應中產(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)下上轉換發(fā)光過程圖；(b)NaYF4:Yb,Tm@TiO2的光催化反應機理圖[36]1.3.3上轉換/半導體異質結材料的應用研究進展目前，對于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]。將其與一些半導體構建成異質結可以應用于光降解有機污染物、還原重金屬離

第一章緒論5圖1.2MoS2-NaYF4:Yb3+/Er3+樣品在NIR光照射下的反應機理圖[35]Tang等[36]制備了具有核殼結構的NaYF4:Yb,Tm@TiO2光催化劑，反應機理如圖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+首先會吸收能量，躍遷到激發(fā)態(tài)，再將能量轉移給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-空穴對會遷移到催化劑表面來參與反應。反應中產(chǎn)生不同的自由基可以礦化有機染料。同時，Tang等也通過一系列實驗證明近紅外照射下有機污染物的降解主要是由光催化反應中產(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)下上轉換發(fā)光過程圖；(b)NaYF4:Yb,Tm@TiO2的光催化反應機理圖[36]1.3.3上轉換/半導體異質結材料的應用研究進展目前，對于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]。將其與一些半導體構建成異質結可以應用于光降解有機污染物、還原重金屬離

【參考文獻】：
期刊論文
[1]上轉換發(fā)光材料基質的選擇[J]. 臧國鳳.  化工設計通訊. 2016(07)
[2]可見光下上轉換發(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. 2008(06)



本文編號：3036727