蛋白石光子晶体的制备与Bi2WO6_Yb3+,Tm3+光催化性能的研究

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1、分类号：单位代码：１０１４０密级：公开学号４０３１５３１７０９：良￥聲ＬＩＡＯＮＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文ＴＨＥＳＩＳＦＯＲＭＡＳＴＥＲＤＥＧＲＥＥ３＋３＋蛋白石光子晶体的制备与Ｂｉ２ＷＯ６：Ｙｂ，Ｔｍ光催化性能的研究：３＋ＰｒｅａｒａｔｉｏｎｏｆｏａｌｈｏｔｏｎｉｃｃｒｓｔａｌｓｗｉｔｈＢｉＷＯ：Ｙｂｐｐｐｙ２６，３＋Ｔｍｈｏｔｏｃａｔａｌｔｉｃｒｏｅｒｔｉｅｓｐｐ英文题目：ｐｙ论文作者：王淳指亚教授导教师：谭天专业：原子与分子物理完成时间二○一八年五月：辽宁大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈

2、交的学位论文是本人在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研宄成果除加以标注的内容外，不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研宄成果，不包含本人为获得其他学位而使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均己在文中进行了标注。，并表示谢意本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。、％学位论文作者签名：年日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的原件、复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权辽宁大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索

3、，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同时授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国博士学位论文全文数据库》和《中国优秀硕士学位论文全文数据库》并通过网络向社会公众提供信息服务。学校须按照授权对学位论文进行管理，不得超越授权对学位论文进行任意处理。保密（），在年后解密适用本授权书。（保密：请在括号内“，，划ｖ）授权人签名：指导教师签名：＾曰期：敗年芬月日日期：年＾月＾＾曰申请辽宁大学硕士学位论文蛋白石光子晶体的制备与Bi2WO6：Yb3+，Tm3+光催化性能的研究Preparationofopalphoto

4、niccrystalswithBi2WO6:Yb3+,Tm3+photocatalyticproperties作者：王淳指导教师：谭天亚教授专业：原子与分子物理答辩日期：2018年5月26日二○一八年五月·中国辽宁摘要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

5、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

6、-凝胶法制备纯的Bi2WO6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Bi2WO6：Yb3+,Tm3+和纯的Bi2WO6。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Bi2WO6的结晶性造成影响。元素分析表明Yb3+、Tm3+均匀掺入Bi2WO6中。Bi3+3+2WO6：Yb,Tm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Yb3+,Tm3+的掺杂浓度为Yb3+：Tm3+=3%：1%时，Bi3+3+2WO6：Yb,Tm纳米粉的发光最强。对其上转换发光机制进

7、行分析，发1D3131333光分别对应2→F4(455nm)、G4→H（6480nm）、G4→F（4656nm）以及F2→H6（686nm）能级跃迁过程。以亚甲基蓝为探针对Yb3+,Tm3+的掺杂是否能增强Bi2WO6在可见光和红外光照射下的光催化能力。测试结果表明纯Bi2WO6的降解率为75%，稀土Yb3+,Tm3+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