TiO2包覆稀土掺杂氟化物纳米晶的近红外光催化活性及生物相容性研究

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1、分类号：TB34密级：UDC：66.03编号：201431804024河北工业大学硕士学位论文TiO2包覆稀土掺杂氟化物纳米晶的近红外光催化活性及生物相容性研究论文作者：胡文婷学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：材料工程指导教师：梁春永职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialsEngineeringSTUDYFORPHOTOCATALYTICDEGRADATIONANDBIOCOMPATIBILITYOFTiO2COATEDRAREEARTHCO-DOPED

2、FLOURIDENANOUNDERNEARINFRAREDLIGHTbyWentingHuSupervisor:Prof.ChunyongLiangApril2017摘要对太阳光源高效利用的市场需求正在日益增长，促使全球对于用镧系元素离子激发的发光粉体的研究。上转换发光从近红外到紫外的生成，对于改善一些材料的光催化活性是非常有意义的。例如，为了利用太阳光谱的可见光区域和近红外区域，通过上转换发光效应，扩大了TiO2紫外光吸收光谱。因此，有必要制造更有效的近红外-紫外上转换材料。采用溶剂热法制备稀土掺杂氟化钙的上转换荧光材料，利用四因素三水平正交表计算出，发光离子Tm3+的掺杂量为0.3

3、%、敏化离子Yb3+的掺杂量为20%、溶剂热反应温度为310°C，反应时间为3h时，得到上转换发光材料(CaY)F3+,Yb3+2:Tm的上转换发光效率较好，它可以由980nm的近红外光激发并上转换为360nm的紫外光。为了制造出更有效的近红外-紫外上转换材料，本文采用三种方法复合TiO2与3+,Yb3+，分为溶胶凝胶TiO3+3+(CaY)F2:Tm2复合溶剂热制备的(CaY)F2:Tm,Yb；溶胶3+,Yb3+；大孔TiO凝胶TiO2复合水热制备的(CaY)F2:Tm2复合溶剂热制备的3+,Yb3+。当TiO(CaY)F2:Tm2:(CaY)F2的摩尔比为2:1时，所得复合粉的近红

4、外光催化降解能力优异。近红外灯照射下对甲基橙溶液有较好的降解率，当掺杂的(CaY)F3+,Yb3+是由溶剂热法制备时，光催化效果更佳。通过cck8体外细胞毒性2:Tm测试结果表明：三种方法合成的复合材料均无明显细胞毒性，具有良好的生物相容性。其MIC值为125ppm，具有一定的抑菌能力。关键字：纳米TiO2上转换发光材料细胞毒性纳米复合粉IABSTRACTTheincreasingmarketdemandforefficientsunsourcesmotivatestheresearchworldwideinphosphorsactivatedwithlanthanideions.Ge

5、nerationofup-conversionluminescence(UCL)fromNIRtoultraviolet(UV)provedtobeofgreatinterestinimprovingthephoto-catalyticactivityofsomematerials.Forexample,toutilizethephoto-catalyticactivityofthematerialinthevisibleregionandnear-infrared(NI)lightofsolarspectrum,greateffortshavebeendoneforexpanding

6、theTiO2opticalabsorptionspectrum,bygeneratingofUCLfromNIRlighttoUV.Therefore,itisnecessarytocreatemoreefficientNI-UVconversionmaterialstomakegooduseofnaturallight.Therareerathco-dopedfluoridenanocalledup-convertingluminescencematerialswerepreparedbysolvothermalmethod.Usingthefour-factorthree-lev

7、elorthogonaltableconcludedtheoptimalconditions.WhenthedopingamountoftheluminescentionTm3+was0.3%,thedopingamountofthesensitizedionYb3+was20%,thesolvothermaltemperaturewas310°Candthesolvothermalreactiontimewas3h,theup-convers