Pr3+-Y2SiO5上轉(zhuǎn)換光催化復合材料的制備及性能研究.pdf

1、上轉(zhuǎn)換是指連續(xù)吸收兩個及兩個以上的光子后，發(fā)射光以比激發(fā)光波長更短形式發(fā)出的過程，上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料即是一種將長波長輻射轉(zhuǎn)換為短波長輻射的光致發(fā)光材料。基于這一原理，選用一種可見-紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料與光催化劑二氧化鈦復合制備出在可見光下具有良好活性的復合光催化劑。本文以正硅酸釔為基質(zhì)，稀土離子鐠為激活劑，采用溶膠-凝膠法制備了可見-紫外上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，探討了不同離子摻雜對上轉(zhuǎn)換材料發(fā)光性能的影響，以及考察了上轉(zhuǎn)換材料與二氧化鈦復合制備出的復

2、合光催化劑對有機污染物的降解效果。
　　首先，以Y2SiO5為基質(zhì)，稀土離子Pr3+為激活劑，采用溶膠-凝膠法制備上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。對所制備的樣品進行熱重、XRD、粒徑、SEM、熒光光譜儀等測試表征，結(jié)果表明:樣品的最低結(jié)晶溫度為950℃，樣品平均粒徑為3.42μm，呈球形蓬松狀，有少部分團聚。采用熒光光譜儀對材料的上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性進行測定，結(jié)果顯示:材料的上轉(zhuǎn)換發(fā)光范圍在290～350nm紫外波段，將不同濃度Pr+摻雜的材料上轉(zhuǎn)換發(fā)

3、光強度進行對比，Pr3+摻雜濃度為1.0％(mol)時，材料的上轉(zhuǎn)換發(fā)光強度最強。
　　其次，在Pr3+∶Y2SiO5中分別摻入三種不同的金屬離子Li+、Cu2+、Zn2+，以考察不同離子摻雜對材料的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn):Li+摻雜濃度介于7.0％～8.0％(mol)之間會引起Y2SiO5發(fā)生由X1型向X2型轉(zhuǎn)變。適當濃度Li+摻入材料中能夠降低材料轉(zhuǎn)結(jié)晶溫度，其結(jié)晶溫度降至800℃左右，Li+摻入能提高材料的上轉(zhuǎn)換發(fā)光強

4、度，最佳Li+摻雜濃度為10.0％(mol)，其材料的發(fā)光強度提高了8倍左右。Li+摻入后Pr3+的最佳摻雜濃度會發(fā)生偏移，由1.0％(mol)偏移至1.2％(mol);對于Cu+摻雜，摻雜濃度介于3.0％～4.0％(mol)之間，會引起Y2SiO5發(fā)生由X1型向X2型轉(zhuǎn)變。Cu2+摻入會降低材料轉(zhuǎn)結(jié)晶溫度，其結(jié)晶溫度降至820℃左右;但Cu+和Zn2+的摻入均對提高材料的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能無任何效果。
　　最后，制備Pr3+，Li+

5、:Y2SiO5/TiO2復合催化劑并考察其對硝基苯的降解性能?？疾炝藦秃瞎獯呋瘎┑馁|(zhì)量比、催化劑用量、硝基苯初始濃度、基體材料、光照強度等因素對硝基苯降解效率的影響。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn):對于初始液濃度為10mg/L的硝基苯溶液，當上轉(zhuǎn)換復合光催化劑質(zhì)量比為1.0％、催化劑用量為1.5g/L時，硝基苯的去除率最高可達99.13％。三種不同材料對硝基苯催化降解效果次序分別為:1.2％(mol)Pr3+，10％(mol)Li+∶Y2SiO5/TiO