收藏本站
《辽宁大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

蛋白石光子晶体的制备与Bi_2WO_6:Yb~(3+),Tm~(3+)光催化性能的研究

王淳  
【摘要】:进入二十一世纪以来,随着现今社会的飞速发展,环境问题也日益严重,如何控制和治理污染已经成为当今社会可持续发展的一个重要话题。二氧化钛是最先一代被开发利用的光催化剂,它的利用意味着我们已经打开了光催化领域的大门,二氧化钛虽然具有较高的活性,但是由于其具有较大的禁带宽度导致了较窄的光响应范围使得太阳能利用率过低,严重限制了它的广泛应用。所以科研人员就大量关注于开发高效的半导体光催化剂,钨酸铋等新型半导体光催化剂就进入了人们的视野。本文阐述了三维蛋白石光子晶体的制备过程、不同方法制备钨酸铋纳米晶体和通过稀土离子的掺杂来增强光催化效果。具体如下:通过无皂乳液聚合法制备PS微球和PMMA微球,再采用蠕动控制垂直沉积自组装(FCVD)法分别制备PS蛋白石光子晶体和PMMA蛋白石光子晶体。对制备的蛋白石光子晶体进行分析,从外观可以看出两种蛋白石光子晶体都有色彩斑斓的蝴蝶纹。从扫描电子显微镜图片可以看出两种蛋白石都是由大小均匀的纳米级微球有序排列而成的层状结构。从透射光谱表明蛋白石光子晶体的透射率高、光学性能好、光子带隙深度可达20%。以乙二胺四乙酸(EDTA)作为螯合剂采用溶胶-凝胶法制备纯的Bi_2WO_6胶体,经过450℃,4h烧结获得纯相的钨酸铋纳米粉。采用水热法制备Bi_2WO_6:Yb~(3+),Tm~(3+)和纯的Bi_2WO_6。XRD测试表明两种方法制备的样品的衍射峰与标准卡片的特征峰一一对应,结晶性良好,说明稀土离子的掺杂没有对Bi_2WO_6的结晶性造成影响。元素分析表明Yb~(3+)、Tm~(3+)均匀掺入Bi_2WO_6中。Bi_2WO_6:Yb~(3+),Tm~(3+)纳米粉在980nm红外光激发下发出455nm、480nm、656nm和686nm波长的光,对比发现当Yb~(3+),Tm~(3+)的掺杂浓度为Yb~(3+):Tm~(3+)=3%:1%时,Bi_2WO_6:Yb~(3+),Tm~(3+)纳米粉的发光最强。对其上转换发光机制进行分析,发光分别对应~1D_2→~3F_4(455nm)、~1G_4→~3H_6(480nm)、~1G_4→~3F_4(656nm)以及~3F_2→~3H_6(686nm)能级跃迁过程。以亚甲基蓝为探针对Yb~(3+),Tm~(3+)的掺杂是否能增强Bi_2WO_6在可见光和红外光照射下的光催化能力。测试结果表明纯Bi_2WO_6的降解率为75%,稀土Yb~(3+),Tm~(3+)掺杂后的最高降解率为90%,光催化效果得到增强。并对增强机制进行了分析,主要包括上转换发光过程,稀土的掺杂增强了纯Bi_2WO_6的比表面积以及稀土的掺杂更好的增强了电子和空穴的分离等等。
【学位授予单位】:辽宁大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O643.36;O734

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 李莉;代芳;朱杨军;谭军艳;王姣姣;章磊;温祖标;;PMMA微球的制备与表征[J];复旦学报(自然科学版);2015年05期
2 陈渊;刘国聪;李志友;黄苏萍;周科朝;;柠檬酸辅助水热法制备可见光高效去除甲基橙的Bi_2WO_6纳米片[J];催化学报;2011年10期
3 李二军;陈浪;章强;李文华;尹双凤;;铋系半导体光催化材料[J];化学进展;2010年12期
4 周之燕;王秀峰;师杰;江红涛;;自组装法制备聚苯乙烯光子晶体的研究进展[J];材料导报;2010年21期
5 张士成;姚文清;朱永法;施利毅;;可见光响应Bi_2WO_6薄膜的制备与光电化学性能[J];物理化学学报;2007年01期
6 黄忠兵,高继宁,汪静,唐芳琼,袁春伟;改性聚苯乙烯微球的制备及其胶体晶体的组装[J];物理化学学报;2004年06期
7 杨建虎,戴世勋,姜中宏;稀土离子的上转换发光及研究进展[J];物理学进展;2003年03期
8 赵谡玲,侯延冰,董金凤;稀土离子上转换发光的研究[J];半导体光电;2000年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 朱永胜;镧系氧化物反蛋白石光子晶体可控制备与发光调控[D];吉林大学;2014年
2 陈冠英;稀土氧化物和氟化物纳米晶上转换荧光光谱的设计研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张春玉;BaTiO_3:Yb~(3+),Er~(3+)反蛋白石光子晶体的制备及其上转换发光的研究[D];辽宁大学;2016年
2 步秋雨;镱铥掺杂的钛酸钡反蛋白石光子晶体的制备及其发光性能的研究[D];辽宁大学;2016年
3 李紫金;可见光响应Bi_2WO_6光催化剂的制备及性能研究[D];河南师范大学;2014年
4 祁宁;稀土掺杂钨酸铋发光材料的制备及性能研究[D];长春理工大学;2012年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘志平;麦燕玲;闫爱国;范海陆;袁泰斗;伍万勇;;溶胶-凝胶法制备Y_2O_3∶Er~(3+)上转换材料及降解氧乐果的研究[J];合成材料老化与应用;2015年06期
2 蒋芬;吴凯飞;王书龙;黄曼艳;向昌维;黄钦;;异质结构BiOCl/ZnO光催化剂的绿色合成及其光催化性能[J];材料导报;2015年24期
3 吴维成;蒋云胜;周丽萍;;水热法制备CuS-TiO_2复合材料的光催化降解亚甲基蓝性能研究[J];化工科技;2015年06期
4 卢圆圆;张丹;张静;宫晓杰;宋佳;;MIL-53(Fe)的合成及光催化降解罗丹明B的研究[J];辽宁石油化工大学学报;2015年05期
5 龙腾发;颜昌琪;张漓杉;钟山;;新型可见光催化剂Bi_6O_(26)N_5H_9/AgCl的制备及其性能研究[J];材料导报;2015年20期
6 龙腾发;张漓杉;钟山;颜昌琪;;可见光响应型BiOCl/AgCl光催化剂的合成及其光催化活性[J];硅酸盐通报;2015年10期
7 贾凡凡;孙洋;张寒;余劢拓;;石墨烯基光催化材料的研究进展[J];中国粉体工业;2015年05期
8 V.UMAPATHY;A.MANIKANDAN;S.ARUL ANTONY;P.RAMU;P.NEERAJA;;溶胶-凝胶法制备Bi_2MoO_6纳米光催化剂的结构、形貌和光磁特性(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2015年10期
9 陈志昌;陈思浩;王继虎;徐刚;杨春宇;;石墨烯纳米复合材料在光催化应用中的研究进展[J];材料导报;2015年19期
10 薛霜霜;何洪波;余长林;;稀土上转换用于提高半导体化合物光催化效率的研究进展[J];有色金属科学与工程;2015年04期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 曲云飞;钬镱铥掺杂C12A7单晶的制备及其上转换发光性能研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
2 肖文戈;稀土离子掺杂固溶体荧光材料的结构调控与发光性能研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2017年
3 易娟;稀土掺杂四方相纳米晶LnVO_4-BiVO_4连续固溶体荧光材料发光性质的研究[D];昆明理工大学;2016年
4 吕锐婵;稀土基介孔材料的合成、修饰、成像及抗肿瘤性能研究[D];哈尔滨工程大学;2015年
5 邢丽丽;钬镱铥掺杂铌酸锂晶体的制备及其上转换白光性能研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
6 牛娜;几种上转换稀土发光材料的合成与性能研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
7 孙彧;水相外延法生长典型Ⅴ族元素含氧酸盐及光谱特性分析[D];哈尔滨工业大学;2012年
8 李丽;稀土掺杂Lu_2O_3纳米材料的制备与发光性质[D];中国科学技术大学;2012年
9 李艾华;飞秒激光激发稀土掺杂铌酸锂单晶的上转换发光研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 王淳;蛋白石光子晶体的制备与Bi_2WO_6:Yb~(3+),Tm~(3+)光催化性能的研究[D];辽宁大学;2018年
2 韩亚洲;稀土掺杂氧化物反蛋白石光子晶体的制备及其上转换发光性能[D];辽宁大学;2017年
3 梁敏;钨酸铋复合光催化剂的制备、表征及光催化性能研究[D];广西大学;2016年
4 李媛;负载型BiVO_4光催化剂的制备及其应用研究[D];辽宁科技大学;2016年
5 王丽;Eu~(3+)、Tb~(3+)掺杂铋基含氧酸盐发光材料的制备及发光性质研究[D];内蒙古师范大学;2014年
6 吴亚帆;钨酸铋的制备以及光催化降解四环素研究[D];长安大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏秋燕;罗元香;应三九;;Cu~(2+)介质中单分散PMMA微球的制备及表征[J];材料科学与工程学报;2014年06期
2 周雅文;刘静伟;赵莉;徐宝财;刘红芹;;表面活性剂的性能与应用(Ⅸ)——表面活性剂的增溶作用及其应用[J];日用化学工业;2014年09期
3 陈刚;宋莹盼;唐德尧;赵景瑞;;表面活性剂驱油性能评价及其在低渗透油田的应用[J];油田化学;2014年03期
4 Kun YANG;Zi-li YI;Qing-feng JING;Dao-hui LIN;;单壁碳纳米管在阴离子表面活性剂溶液中的分散悬浮和团聚沉降性能研究(英文)[J];Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering);2014年08期
5 赵娜;胡小玲;管萍;宋任远;田甜;张向荣;;乳液聚合法制备红霉素分子印迹聚合物微球及其吸附性能[J];物理化学学报;2014年01期
6 郝志显;王乐乐;程艺艺;王晓岗;朱志荣;甘礼华;徐子颉;陈龙武;;十二烷基苯磺酸钠改性的尿素和甲醛聚合杂化法合成氧化硅微球[J];无机化学学报;2012年07期
7 戴静;郎美东;;氧化石墨烯/PMMA和表面官能化的石墨烯/PMMA复合材料的制备及其力学性能的研究[J];化学学报;2012年11期
8 陈金庆;李青松;吕宏凌;王海;;无皂乳液聚合制备SiO_2/PMMA纳米复合胶体微球[J];塑料工业;2011年10期
9 史慧娟;陈其凤;徐耀;吕宝亮;吴东;;PMMA为模板合成多孔TiO_2微米球及紫外光催化性能[J];化学学报;2011年08期
10 程宁;;2010年度全国表面活性剂原料及产品产销统计分析[J];日用化学品科学;2011年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王锋;镧系掺杂氟化物发光生物标记纳米材料的制备与性能研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘缓缓;基于聚苯乙烯模板的凝胶光子晶体制备及应用[D];江南大学;2015年
2 谢望;铁酸铋反蛋白石光子晶体的制备和光催化性能的研究[D];辽宁大学;2015年
3 王丰彦;光子晶体的制备及在传感器中的应用[D];北京理工大学;2015年
4 陈碧云;功能化聚甲基丙烯酸甲酯复合微球制备与性能研究[D];安徽建筑大学;2014年
5 王文文;BaTiO_3粉体的溶胶凝胶—水热法合成及其表征[D];中国海洋大学;2013年
6 田红梅;溶胶—凝胶法制备纳米钛酸钡工艺研究[D];武汉工程大学;2010年
7 邓文歆;光子晶体与纳米Au耦合效应及其对染料电池改性的研究[D];上海交通大学;2010年
8 洪秀秀;苯乙烯无皂乳液聚合的研究[D];广东工业大学;2008年
9 赵先辉;可见光下Bi_2WO_6光催化降解亚甲基蓝研究[D];江苏大学;2007年
10 方俊;SiO_2光子晶体的自组装制备及其光子带隙性质研究[D];陕西科技大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪彩琴;唐淑阁;刘辉;李亚;马新华;李晓丽;袁宝明;刘楠;;光子晶体在环境污染物快速检测方面的研究进展[J];环境化学;2018年01期
2 师凝洁;许多;王禾欣;王战亮;巩华荣;段兆云;路志刚;魏彥玉;宫玉彬;;光子晶体在真空电子器件中的应用[J];真空电子技术;2018年02期
3 宋艳秋;彭媛;高志贤;何厚罗;徐天依;王明林;;光子晶体在食品有害物检测中的应用及展望[J];食品研究与开发;2018年09期
4 ;理化所光子晶体电浸润性研究取得新进展[J];河南化工;2017年01期
5 由爱梅;曹玉华;曹光群;;胶态磁组装光子晶体及其离子强度响应[J];高等学校化学学报;2017年03期
6 孟佳意;县泽宇;李昕;张德权;;光子晶体纤维的制备及应用[J];材料导报;2017年05期
7 刘晓静;孟祥东;梁禺;张斯淇;刘继平;马季;李宏;吴向尧;;一维变频光子晶体的透射特性[J];吉林大学学报(理学版);2017年03期
8 ;理化所光子晶体电浸润性研究取得新进展[J];功能材料信息;2017年01期
9 宋明丽;王小平;王丽军;陈海将;廉吉庆;柯小龙;宁仁敏;;光子晶体制备及其应用研究进展[J];材料导报;2016年07期
10 杨坤;;正交光子晶体制备方法研究[J];科技展望;2015年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王京霞;;碳点光子晶体制备及其性能研究[A];中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题J:高分子组装与超分子体系[C];2017年
2 李镇;伍瑞新;;链式磁性光子晶体单向波导调控特性研究[A];2016年全国军事微波、太赫兹、电磁兼容技术学术会议论文集[C];2016年
3 唐开;陈可;马会茹;官建国;;磁性光子晶体短链的制备、磁组装特性与光学性能[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第三十六分会:纳米材料合成与组装[C];2016年
4 孟凡姝;王京霞;江雷;;光子晶体微型结构激光器件制备研究进展[A];2016年全国高分子材料科学与工程研讨会论文摘要集[C];2016年
5 陈婷;田宇;尹苏娜;陈苏;;单分散聚苯乙烯微球在温度敏感型光子晶体材料中的应用[A];2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题G 光电功能高分子[C];2015年
6 王京霞;宋延林;江雷;;光子晶体制备及应用中的特殊浸润性[A];2014年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2014年
7 李志远;;光子晶体功能元件的理论研究和设计[A];第十一届基础光学与光物理讨论会论文摘要集[C];2004年
8 马博琴;王霆;盛艳;倪培根;程丙英;张道中;;二维准周期非线性光子晶体中的谐频过程[A];第十一届基础光学与光物理讨论会论文摘要集[C];2004年
9 顾本源;王雪华;王容洲;;不同耦合强度导致光子晶体中原子自发辐射行为的多样性[A];第十届全国基础光学与光物理学术研讨会和第十一届激光物理讨论会论文摘要集[C];2002年
10 伍瑞新;李镇;李清波;蒲殷;;应用磁性光子晶体链实现非互易的表面波和空间波传播[A];第十七届全国晶体生长与材料学术会议摘要集[C];2015年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;我国光子晶体中原子自发辐射特性研究获突破[N];中国高新技术产业导报;2006年
2 贾正根;光子晶体学俏然崛起[N];中国电子报;2001年
3 张孟军;攀登光子晶体高峰的人[N];科技日报;2004年
4 杨健;中科院取得光子晶体理论创新[N];人民日报;2003年
5 清华大学材料科学与工程系 周济;光子晶体:光信息时代的“半导体”[N];中国电子报;2005年
6 华凌;耐上千摄氏度高温的光子晶体问世[N];科技日报;2012年
7 丛林;聚合物光子晶体研究取得进展[N];中国化工报;2011年
8 冯卫东;加开发出新型光子晶体显示技术[N];科技日报;2007年
9 刘霞;美制成兼具电学光学性质的光子晶体[N];科技日报;2011年
10 记者 华凌;科学家开发出纳米尺度光子晶体[N];科技日报;2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵晨阳;基于光子晶体微腔的矢量光场产生及光学传感研究[D];西北工业大学;2017年
2 高泽文;响应型荧光聚合物光子晶体的构建及调控机理研究[D];北京化工大学;2018年
3 张伟;金属/电介质周期性微纳光子功能结构的设计制备与应用研究[D];南京理工大学;2017年
4 英宇;新型磁流体光子晶体传感理论和仿真研究[D];东北大学;2015年
5 王鹤;光子晶体与等离子体共振效应增强光致发光及其应用探索[D];吉林大学;2018年
6 由爱梅;胶态磁组装光子晶体的制备和传感性能研究[D];江南大学;2018年
7 沈平;表面及界面层光管理提高聚合物太阳能电池性能的研究[D];吉林大学;2018年
8 蒲殷(Yin Poo);应用磁性光子晶体调控电磁波传播的理论与实验研究[D];南京大学;2012年
9 李文超;折射率可调的光子晶体及实验的研究[D];河北工业大学;2011年
10 王晓玲;光子晶体在生化传感中的应用研究[D];北京邮电大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 施伟;GaN基光子晶体LED的制备与性能研究[D];华南理工大学;2018年
2 李梦;基于Fe_3O_4@C磁性复合纳米粒子快速自组装制备三维光子晶体及其应用研究[D];江南大学;2018年
3 柴壮壮;稀土离子掺杂磷酸盐光子晶体发光性质的调控及增强研究[D];昆明理工大学;2018年
4 彭瑶;基于光子晶体缺陷结构的光通信器件的设计与研究[D];广西师范大学;2018年
5 刘冰冰;利用零折射率光子晶体和材料实现对电磁波的操控[D];苏州大学;2018年
6 都奎山;光子晶体荧光增强液相超灵敏检测炸药的研究[D];东北石油大学;2018年
7 王淳;蛋白石光子晶体的制备与Bi_2WO_6:Yb~(3+),Tm~(3+)光催化性能的研究[D];辽宁大学;2018年
8 陈强;光子晶体的制备与新型纳米光催化材料的研究[D];辽宁大学;2018年
9 易为;基于光子晶体的自散焦及三阶非线性效应调控机理研究[D];湖南大学;2017年
10 范明营;基于光子晶体腔链量子态操纵的实现[D];华东理工大学;2018年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026