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1、新型核殼結(jié)構(gòu)光催化納米材料研究報(bào)告人：南開大學(xué)0713組王亞楠指導(dǎo)老師：余華趙麗娟小組成員：王亞楠甘棕松胡男劉悅龍衡王子蘭目錄CONTENTS?實(shí)驗(yàn)背景…Background?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)…Designment?實(shí)驗(yàn)進(jìn)展…Development?實(shí)驗(yàn)展望…Expectation實(shí)驗(yàn)背景Background納米TiO材料是當(dāng)前最具應(yīng)用潛力的光催化劑之一2?納米材料的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等?光催化活性高?化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定?生物無毒?原料來源豐富實(shí)驗(yàn)背景Background納米TiO材料的光催化機(jī)理2A
2、A+LightAA-ElectronHoleTiONano-particle2Fig.1PhotocatalysisMechanismofTiO2實(shí)驗(yàn)背景Background實(shí)際應(yīng)用潛在問題由于二氧化鈦的能隙較寬，光吸收閾值較高，光催化作用只能利用太陽光的紫外光部分，導(dǎo)致納米二氧化鈦材料太陽能利用率很低SunLightEnergyWasteElectronHoleTiONano-particle2Fig.2PotentialProbleminPhotocatalysis實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Designment我們的
3、想法為提高二氧化鈦光催化效率合理設(shè)計(jì)材料的上轉(zhuǎn)換機(jī)制，通過上轉(zhuǎn)換途徑將可見光轉(zhuǎn)換為二氧化鈦光催化活性所需的紫外光，提高太陽能的利用效率。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Designment核殼結(jié)構(gòu)光催化納米材料模型CBCBAAVBVB+AA-ElectronHoleTiONano-particleshellNano-particlenucleus2Fig.3TheModelofshell-nucleusstructure實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Designment核殼結(jié)構(gòu)光催化納米材料的優(yōu)勢?利用稀土氟化物微晶優(yōu)異的上轉(zhuǎn)換特性，實(shí)現(xiàn)可見光（或
4、紅外光）到紫外光的轉(zhuǎn)換，有效提高光能利用率?核殼式結(jié)構(gòu)有助于電子和空穴對的分離，提高光催化活性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Designment實(shí)驗(yàn)階段規(guī)劃核殼結(jié)構(gòu)光催化納米材料制備氟氧化物玻璃陶瓷的制備玻璃陶瓷納米微晶的提取二氧化鈦的包覆實(shí)驗(yàn)進(jìn)展Development玻璃陶瓷納米微晶的提取“熱誘導(dǎo)－腐蝕”法處理Er3+yb3+共摻的氟氧化物玻璃陶瓷制備納米微晶材料摻雜稀土離子的玻璃熱誘導(dǎo)處理玻璃陶瓷HF腐蝕玻璃納米微粒（PbxCd1-xF2）（微晶玻璃）實(shí)驗(yàn)進(jìn)展Development“熱誘導(dǎo)－腐蝕”法的特色和優(yōu)勢?均勻性好
5、?稀土摻雜高-發(fā)光強(qiáng)度高?相對于塊體玻璃微晶，粉末更應(yīng)用方便?水溶性好-易于應(yīng)用（如熒光探針等）實(shí)驗(yàn)進(jìn)展Development第二階段成果?設(shè)計(jì)并制備出45.5SiO-40PbF-10CdF-0.5ErO-4YbO，構(gòu)造尺寸在60-70nm左右的玻璃陶瓷2222323(111)60004000(200)(220)(311)2000Intensity(arb.units)(222)(331)(400)(420)(422)0204060802?(Degree)Fig.4XRDandSEMofGlassCer
6、amics實(shí)驗(yàn)進(jìn)展Development?利用熱誘導(dǎo)腐蝕法，獲得液相的納米氟化物微晶16000(111)120008000(220)Intensity(arb.units)(200)(311)4000(331)(222)(420)(422)(400)0204060802?(Degree)Fig.5XRDandSEMofnano-particlesinaqueoussolution實(shí)驗(yàn)進(jìn)展Development3000000glassceramic2500000nano-particlesinaqueou
7、ssolution200000015000001000000Intensity(arb.units)5000000500550600650700Wavelength(nm)Fig.6MeasuredUCredandgreenemissioninglassceramicsandnano-particlesinaqueoussolutionunderdiodelaserexcitationof980nm.實(shí)驗(yàn)進(jìn)展Development代表性成果?甘棕松余華李妍明王亞楠陳暉趙麗娟，Tm3+/Yb3+共摻氟氧硅
8、鋁酸鹽玻璃陶瓷藍(lán)色上轉(zhuǎn)換發(fā)光研究，物理學(xué)報(bào)，2008，57(9):5699-5704?HuaYu,NanHu,Ya-NanWang,Zi-LanWang,Zong-SongGan,Li-JuanZhao,Thefabricationofnano-particlesinaqueoussolutionfromoxyfluorideglassceramicsbythermalinductionandcorrosiontreatment,Nanos
