Ga2O3：Cr3+长余与光催化性能研究及调控.docx

分类号： 分类号： 学校代号： 11845 UDC： 密级： 学 号： 广东工业大学硕士学位论文 (工学硕士) Ga203：Or3+长余辉与光催化性能研究及调控 许克 指导教师姓名职称： 专业或领域名称： 学生所属学院： 论文答辩日期： 万方数据 A A Dissertation Submitted to Guangdong University of Technology for the Degree of Master (Master of Engineering Science) Research and reg u lation of long afterglow and photocatalytic properties of Ga203：Cr3+ candidate：Ke Xu Supervisor：Prof．Yinhai Wang May，2015 School of Electromechanical Engineering Guangdong University of Technology Guangzhou，Guangdong，P．R．China，51 0006 万方数据 摘要摘 摘要 摘 要 长余辉发光材料是一类可以吸收可见光、紫外光等外界激发能量，并在激发 停止以后仍然继续发光的材料。近年来，利用近红外波段的光辐射进行生物组织 成像、诊断和检测成为研究热点，近红外长余辉材料制备生物标记物由于其自身 的特点而受到了人们广泛的关注。然而对近红外长余辉发光材料的研究还处于起 步阶段，在近红外区域具有长余辉发光性能的激活离子并不常见，其余辉性能还 有待提高。因此对近红外长余辉发光材料性能的改进具有非常重要的现实意义。 有鉴于此，本文采用高温固相法合成了三价铬离子掺杂氧化镓的一系列近红外长 余辉材料，从物相结构、荧光性能、长余辉性能等方面分别讨论了Zn2+离子、In3+ 离子和M92+离子掺杂取代Ga3+离子对Ga203：Cr3+近红外长余辉发光材料的影响。 同时对材料光催化性能进行了分析，讨论了长余辉性能和光催化性能之间的相互 联系。 采用高温固相法合成了Ga203：Cr”o．ol，Zn2+o．005近红外长余辉材料。XRD 显示Zn2+离子的掺杂没有改变Ga203的晶体结构，Zn2+离子的掺杂主要取代Ga203 中的Ga”离子。荧光特性表明样品的发光为Cr3+离子发光，样品中存在能量传递 的作用，基质吸收的能量会传递给发光中心Cr3+离子。样品的余辉衰减符合双指 数衰减模型，Zn2+的掺杂可以有效的提高余辉亮度，同时延长余辉持续的时间。 光催化性能的测试表明Zn2+离子的掺杂可以有效提高样品的光催化效率。 采用高温固相法合成了Gal．95In0．0503：Cr3+o．ol近红外长余辉材料。XRD显示 In3+离子的掺杂主要取代Ga203中的Ga3+离子。样品的荧光光谱显示In3+离子的 掺杂减弱了Cr3+离子周围晶体场强度，同时提升了4T2—4A2发射强度。样品的余 辉衰减符合双指数衰减模型，In3+离子的掺杂可以有效的提高余辉亮度，同时延 长余辉持续的时间。同时对材料的长余辉性能和光催化性能之间的联系做了讨 论。 采用高温固相法合成了Gal_99Mgo．0103：Cr3+o．ol近红外长余辉材料。样品的 XRD显示M92+离子的不等价取代主要通过取代数目的不同取代Ga203中的Ga3+ 离子。样品的荧光光谱显示M92+离子的掺杂增强了Cr3+离子周围晶体场强度，同 万方数据 广东工业大学硕士学位论文时降低了4T2—4A2发射强度。样品的余辉衰减过程同时包括双指数衰减过程与双 广东工业大学硕士学位论文 时降低了4T2—4A2发射强度。样品的余辉衰减过程同时包括双指数衰减过程与双 曲线衰减过程，M92+的掺杂可以有效的提高余辉亮度，同时延长余辉持续的时间。 M92+掺杂的样品表现出光激励发光性能，其中550nm激励激发的效果最好。M92+ 掺杂提高了样品的光催化性能。同时对其光催化与长余辉、光激励发光性能之间 存在的联系做了讨论。 关键词：Ga203：Cr3+，长余辉，光催化 Ⅱ 万方数据 ABSTR ABSTR ACT AB STRACT Long．persistent(LP)materials are a category of materials which can store energy like UV visible light and emit after excitation light turned off．Recent years， imaging，diagnosis and detection of bio logical tissue by using near infrared