论石墨YVO_4:Eu纳米发光材料、石墨烯复合光催化材料制备和性能

摘要：由于具有良好的化学和热稳定性,YVO4:Eu荧光粉已被广泛运用于照明和显示领域,是人们关注和探讨的热点之一；石墨烯材料作为一种新型的纳米碳材料,具有独特的结构和光电化学性质,使之与半导体光催化材料复合,能够极大提升光生载流子的分离效率,以而提升光催化活性。本论文主要进行了YVO4:Eu纳米发光材料的制备、发光性能探讨和石墨烯复合纳米半导体光催化剂的制备、光催化性能探讨等工作。主要探讨内容集中在以下几个方面：1.以YOHCO3:Eu亚微米球为前驱体,采取一步水热化学腐蚀的策略制备了单分散的YVO4:Eu空心微球。通过跟踪不同反应时间形貌的变化,提出了YVO4:Eu空心微球的形成机理。荧光光谱测试表明：YVO4:Eu空心球的发光强度要远高于水热法制备的纳米颗粒的发光强度,这主要归因于YVO4:Eu空心球形的特殊结构中纳米颗粒之间的相互聚积能够大大降低表面的缺陷中心,以而提升有效能量转移。2. YOHCO3:Eu亚微米球经过煅烧转化成Y2O3:Eu亚微米球,再经过水热化学腐蚀的策略制备了均匀、单分散的Y2O3:Eu/YVO4:Eu复合微球,探讨了反应时间、pH值和反应物与前驱体的配比对复合材料的形貌、结构和发光性质的影响。通过优化实验条件,制备了具有规则形貌、均匀分散的Y2O3:Eu/YVO4:Eu复合微球。而且Y2O3:Eu/YVO4:Eu复合微球发光强度要远高于YVO4:Eu内米晶。这应主要归因于化学腐蚀策略制备的纳米晶具有较少的表面缺陷。3.采取多元醇法在二甘醇溶剂中制备了YVO4:Eu@YPO4核壳异质结构。XPS测试表明YPO4壳层外延生长在YVO4:Eu纳米颗粒表面。发光测试表明YVO4:Eu@YPO4核壳结构的形成能够极大增强YVO4:Eu的发光强度,这主要是因为YP04壳层能够有效钝化YVO4:Eu颗粒的表面态,抑制了VO43-基团到表面缺陷的非辐射去激发和提升了VO43-基团到Eu3+的有效能量转移。4.通过一步银镜反应在Sn2+敏化的Si02微球上制备了均匀、密集、厚度可控的Ag壳层。再通过正硅酸乙酯在异丙醇溶液中水解包覆了不同厚度的Si02层。通过紫外-可见吸收光谱能够反应出加热历程中Ag壳层的变化。包覆的Si02层能将Ag壳层的稳定性提升至300℃。表面再包覆YVO4:Eu后,发光强度急剧降低。5.采取沉淀的策略制备了氧化石墨烯(GO)负载的AgO4纳米颗粒,并对AgO4/GO复合光催化剂进行了表征；光催化降解橙实验表明GO的引入极大提升了AgO4对橙溶液的光降解速率,AgO4/GO的光降解速率常数为AgO4的6倍,这主要归因于GO具有高导电性,提升了光生载流子的分离效率。6.采取沉淀的策略制备了GO复合的BiOI纳米片,对BiOI/GO复合光催化剂进行了表征,光催化降解橙实验表明：BiOI/GO的光降解速率常数为BiOI纳米片的2倍,这同样归因于GO的高导电性,提升了光生载流子的分离效率。关键词：空心球论文核壳结构论文发光论文光催化论文石墨烯论文

摘要13-15

Abstract15-17

第一章 绪论17-47

1.1 引言17-18

1.2 纳米材料概论18-21

1.2.1 纳米材料的分类和结构特点18-19

1.2.2 纳米材料的基本性质19-21

1.2.2.1 小尺寸效应19-20

1.2.2.2 表面效应20-21

1.2.2.3 量子尺寸效应21

1.2.2.4 宏观量子隧道效应21

1.3 发光材料概论21-28

1.3.1 发光分类和原理21-24

1.3.2 纳米光致发光材料概论24-25

1.3.3 YVO_4：Eu发光材料介绍25-28

1.3.3.1 YVO_4：Eu晶体结构25-26

1.3.3.2 YVO_4：Eu发光材料的机理和发光特性26-27

1.3.3.3 YVO_4：Eu发光材料的运用27-28

1.3.3.4 YVO_4：Eu纳米发光材料探讨近况28

1.4 半导体光催化材料概论28-38

1.4.1 半导体光催化机理28-30

1.4.2 石墨烯概述30-35

1.4.2.1 石墨烯的基本结构30-31

1.4.2.2 石墨烯的性质31-33

1.4.2.3 石墨烯的制备策略33-35

1.4.3 石墨烯复合半导体光催化材料探讨概述35-38

1.4.3.1 石墨烯复合半导体光催化材料制备策略35-36

1.4.3.2 石墨烯复合半导体光催化材料的运用36-38

1.5 论文的选题作用和探讨内容38

_4：Eu复合微球的表征58-59

3.3.3 制备条件对复合系统形貌和晶体结构的影响59-62

3.3.3.1 pH值对复合系统形貌和晶体结构的影响59-60

3.3.3.2 Na_3VO_4与Y_2O_3：Eu前驱体摩尔比(R)对复合系统形貌和晶体结构的影响60-61

3.3.3.3反应时间（0对复合系统形貌和晶体结构的影响61-62

3.3.4 Y_2O_3：Eu/YVO_4：Eu复合微球的发光性质62-64

3.4 本章小结64-65