上转换二氧化钛复合光催化剂的合成与性能的研究.pdf

OF C0Ⅳ噼0SITE SYNTHESIS UPCONVERSl0N／Ti02 ANDTHEIR NANOMATERIALSUSEAS A DissertationSubmittedto Normal iang Unversity Zhej forthe ofMaster Degree by by Supervised Prof． GaohuiDuand Li Zhengquan of and Life Normal CollegeChemistrySciences，Zhej iang University March2013 上转换／_-氧化钛复合光催化剂的合成与性能的研究 {IMIIHIIII111111111111HIIUl Y2420208 摘要 以稀土元素为基质的镧系元素掺杂的上转换荧光材料，由于具有声子能量 低、光热稳定性好、能够有效地提高从近红外到可见光的上转换效率、折射系数 高等特点，在材料科学领域倍受关注，被广泛应用在固体激光器、光通信、显示 设备等诸多领域。在这些上转换材料中，在稀土发光材料领域，金属氟化物在很 多领域有重要的潜在应用。YF3作为一种非常重要的荧光基质材料，掺杂镧系元 素后具有强的上转换或下转换荧光特性和高的量子效率。控制合成不同形貌的 YF3纳米晶，并研究它们的荧光性能，将具有潜在的应用价值，以满足其在不同 领域中的应用。 在本论文中，我们开发了一种新颖的可控合成不同YF3纳米晶的方法。我们 利用乙二醇为溶剂，在敞开体系中，通过改变氟源和螯合剂，制备出了五种不同 形貌的YF3纳米晶。我们对这些样品进行了详细的分析与表征，并讨论了它们的 形成机理。通过掺杂不同的镧系元素，我们研究了这五种YF3纳米晶的上转换和 下转换的荧光性能，研究结果表明，五种不同形貌的YF3纳米晶都可以作为掺杂 发光的基质材料。我们也对五种不同形貌YF3纳米晶掺杂后的荧光性能(上转换 和下转换)，进行了细致的分析和比较。研究结果表明，纳米晶的荧光除了受颗 粒尺寸影响外，颗粒的形貌和结构，对YF3纳米晶的荧光强度具有重要影响。 为了将制备的YF3纳米晶应用到光催化领域，我们详细研究了具有菱形层状 结构的YF3纳米晶的制备和荧光性能。产物的结构分析表明，这些具有规则菱形 结构的YF3纳米晶，是由小YF3纳米晶定向排列而构成的。通过对晶体的生长过 程的进行观察，我们发现这种菱形结构是经过颗粒的聚集和剥裂两个过程而形成 的。小的YF3纳米晶先聚集组装成大的层状结构，随着晶体的熟化，然后发生了 层状的剥裂，从而得到具有层状菱形结构的纳米晶。对这种结构的YF3纳米晶进 行各种稀土的掺杂后，我们获得了多种上转换或下转换的荧光发射峰，证实了它 们是一种良好的荧光基质材料。在掺杂