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基于纳微米复合结构的荧光性质调控和催化剂设计

作　者: 黄慧
导　师: 刘景林
学　校: 东北师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 纳微复合结构 稀土氧化物 光谱性质 光催化剂
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 41次
引　用: 1次
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内容摘要


功能纳米复合材料具有特殊的光、电、声、热、磁等性能,在纳米复合材料中占据了重要地位。纳微米复合材料在降解有机污染物、净化环境、开发新能源等方面具有重要的意义,制备新型功能纳米复合光催化材料是一项具有理论研究价值和广泛应用前景的重要课题。围绕新型功能纳米复合光催化材料的研究,我们主要从以下几个方面开展了研究工作:(1)采用溶胶—凝胶法制备不同氧化物核壳结构的纳米复合材料。特别采用稀土金属中荧光性质较好的铕,磁性较好的锰,作为壳,聚苯乙烯?氧化锌?氧化钇等作为核,对其形貌进行表征,测试其荧光性质,结果发现其结构的改变对荧光性质的影响很微弱。(2)采用溶胶—凝胶法制备不同金属掺杂的二氧化硅微球,并对其形貌进行表征,测试其荧光性质。所得产物发生了近红外激发近红外发射的现象,但仍保持二氧化硅微球的主要特性。并且体积分数不同的同种金属其荧光性质和强度不发生改变。(3)采用典型的方法制备氧化钇,对其形貌进行表征,测试其荧光性质的变化,发现其具有很好的红色和蓝色的荧光,但是光催化效果不是很好。(4)设计一种高效的金属与金属盐复合的光催化剂。采用简单的室温固相法合成银盐并与金属银纳米颗粒复合形成光催化剂。对其形貌进行表征,测试其光催化能力,并讨论其光催化强弱的机理。利用扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱(PL)、紫外—可见光谱(UV—VIS)、X—射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱等测试手段对产物的形态、结构、荧光发光范围,紫外吸收等性质进行一系列的表征。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 引言  9-20
  1.1 纳米复合材料  9-12
    1.1.1 纳米复合材料的定义  10
    1.1.2 纳米复合材料的性能  10
    1.1.3 纳米复合材料的制备方法  10-12
    1.1.4 纳米复合材料的应用  12
  1.2 荧光纳米材料  12-13
    1.2.1 荧光的产生  12-13
    1.2.2 发光机理  13
    1.2.3 荧光的激发光谱和发射光谱  13
  1.3 核壳纳米材料  13-16
    1.3.1 核壳材料的简介  13-14
    1.3.2 核壳型纳米材料  14
    1.3.3 常见核壳粒子的制备手段  14-16
  1.4 光催化剂  16-18
    1.4.1 光催化的概念  17
    1.4.2 光催化面临的问题  17
    1.4.3 光催化的特性  17-18
    1.4.4 光催化研究的意义  18
  1.5 论文选题的目的和意义及主要的研究内容  18-20
    1.5.1 论文选题的目的和意义  18
    1.5.2 主要的研究内容  18-20
第二章 不同氧化物核壳结构的荧光性质  20-32
  2.1 试剂及仪器  20-21
    2.1.1 主要试剂  20-21
    2.1.2 主要仪器  21
  2.2 实验部分  21-22
    2.2.1 聚苯乙烯(PS)/二氧化硅/氧化铕(或氧化锰)的制备  21
    2.2.2 氧化锌/二氧化硅/氧化铕(或氧化锰)的制备  21-22
    2.2.3 氧化钇/二氧化硅/氧化铕(或氧化锰)的制备  22
  2.3 结果与讨论  22-31
    2.3.1 六种核壳结构氧化物的形貌及粒径分布  22-27
    2.3.2 六种核壳结构氧化物的荧光光谱分析  27-31
  2.4 本章小结  31-32
第三章 不同金属掺杂的二氧化硅微球的荧光性质及其调控  32-37
  3.1 试剂及仪器  32-33
    3.1.1 主要试剂  32-33
    3.1.2 主要仪器  33
  3.2 实验部分  33
  3.3 结果与讨论  33-36
    3.3.1 不同金属掺杂的二氧化硅的XRD 表征  33-34
    3.3.2 不同金属掺杂的二氧化硅的SEM 表征  34
    3.3.3 不同金属掺杂的二氧化硅的荧光光谱  34-36
  3.4 本章小结  36-37
第四章 氧化钇的荧光性质及其光催化作用  37-44
  4.1 试剂及仪器  37-38
    4.1.1 主要试剂  37-38
    4.1.2 主要仪器  38
  4.2 实验部分  38
  4.3 结果与讨论  38-43
    4.3.1 氧化钇的XRD 表征  38-39
    4.3.2 氧化钇的SEM 表征  39-40
    4.3.3 氧化钇的荧光光谱分析  40-41
    4.3.4 不同煅烧温度氧化钇的荧光强弱的比较  41
    4.3.5 不同荧光氧化钇的光催化性能比较  41-42
    4.3.6 氧化钇的X 射线光电子能谱及机理的讨论  42-43
  4.4 本章小结  43-44
第五章 金属银纳米颗粒与不同阴离子的银盐复合光催化剂的设计及其光催化能力的调控  44-53
  5.1 试剂及仪器  44-45
    5.1.1 主要试剂  44
    5.1.2 主要仪器  44-45
  5.2 实验部分  45
  5.3 结果与讨论  45-52
    5.3.1 金属银纳米颗粒与不同阴离子银盐复合物的XRD 表征  45-46
    5.3.2 金属银纳米颗粒与不同阴离子银盐复合物的SEM 表征  46
    5.3.3 金属银纳米颗粒与不同阴离子银盐复合物的紫外可见光光谱  46-47
    5.3.4 金属银纳米颗粒与不同阴离子银盐复合物的光催化活性的比较  47-49
    5.3.5 金属银纳米颗粒与不同阴离子银盐复合物降解甲基橙的线性关系  49-50
    5.3.6 金属银纳米颗粒与不同阴离子银盐复合物的光催化剂与N-掺杂的TiO_2光催化效果的对比和 Ag@Ag_4SiW_(12)O_(40)使用的重复性  50-51
    5.3.7 金属银纳米颗粒与不同阴离子的银盐复合物的动力学方程  51-52
    5.3.8 金属银纳米颗粒与不同阴离子银盐复合的光催化机理  52
  5.4 本章小结  52-53
第六章 总结  53-54
参考文献  54-60
在学期间公开发表论文  60-61
致谢  61

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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