稀土摻雜復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、ZnO 作為一種重要的工業(yè)原料，在電、磁、光等方面具有廣泛的應(yīng)用，是世界各國(guó)競(jìng)相研究的熱點(diǎn)。由于無毒，穩(wěn)定以及氧化能力強(qiáng)，它在異質(zhì)光催化的應(yīng)用也引起廣泛的關(guān)注。異質(zhì)光催化方面的應(yīng)用主要表現(xiàn)為處理環(huán)境污染物。然而，ZnO 自身存在的弱點(diǎn)極大地限制了它在環(huán)境污染物處理方面的應(yīng)用，具體表現(xiàn)在：其一，太陽(yáng)光的利用率低。由于禁帶寬為3.37ev，所以ZnO的感光區(qū)間在紫外光區(qū)，而紫外光僅占太陽(yáng)光譜的4％左右；其二，光生電子和空穴的利用率低。光生電

2、子和空穴不能快速有效地分離并重新復(fù)合，將吸收的光能轉(zhuǎn)化為熱能，這不利于污染物的降解。為了提高ZnO 光催化降解效果，本論文采用Eu3+先在60℃水浴中制備Eu/ZnO 復(fù)合光催化劑的前軀體，再在不同溫度下焙燒，制得了納米復(fù)合光催化劑。通過XRD、SEM 等分析手段對(duì)納米復(fù)合光催化劑進(jìn)行了表征。研究表明，少量的摻雜不會(huì)改變納米ZnO的晶體結(jié)構(gòu)，但可以改變復(fù)合光催化劑的表面形貌，它使納米ZnO 顆粒在相同焙燒溫度下粒徑更小，分散性也更均勻；

3、采用亞甲基藍(lán)作為目標(biāo)降解物，發(fā)現(xiàn)Eu3+的摻雜可以提高納米ZnO的光催化降解效果，且焙燒溫度為450℃，摻雜量為1.5％的納米ZnO 對(duì)亞甲基藍(lán)的降解效果最好。
　　 本論文還采用超聲法制備了Eu3+摻雜的復(fù)合光催化劑的前軀體。研究發(fā)現(xiàn)在采用相同目標(biāo)降解物的情況下，超聲法較水浴法制備的前軀體降解效果好；超聲條件對(duì)焙燒后納米復(fù)合光催化劑的形貌影響不大，但焙燒的溫度起決定作用；超聲法制備試樣的最佳摻雜量為1.5％，焙燒溫度為450℃

4、。
　　 在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本論文進(jìn)一步采用超聲法制備了Gd 摻雜的納米ZnO 復(fù)合光催化劑，考察了溫度和摻雜量對(duì)復(fù)合光催化劑的形貌和光催化效果的影響。研究發(fā)現(xiàn)光催化劑的粒徑隨著溫度的升高而增大，但光催化降解效果呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)；最佳摻雜量隨焙燒溫度的變化而變化，當(dāng)焙燒溫度低于450℃時(shí)，最佳摻雜量是1.0％；當(dāng)其高于450℃，最佳摻雜量呈上升趨勢(shì)。綜合考慮溫度和摻雜量的影響，降解效果最好的是摻雜量為1.5％，焙燒溫度

5、為500℃的試樣。本論文還簡(jiǎn)單分析了稀土摻雜提高光催化效果的原因機(jī)理。
　　 最后，通過將合成的稀土絡(luò)合物Eu(DBM)3Phen 摻雜到等離子法合成的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中，制得PMMA 分子量不同的Eu(DBM)3Phen/PMMA復(fù)合膜，并研究了PMMA 聚合度對(duì)復(fù)合膜熒光性能的影響。結(jié)果表明，Eu(DBM)3Phen能夠很好地分散在PMMA 聚合膜中，這種復(fù)合膜顯示出很強(qiáng)的橙紅色熒光，且復(fù)合膜的熒光強(qiáng)度隨著聚合物