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复合上转换催化材料的设计、制备与应用

封面

作者:范子红,罗玉洁

页数:240

出版社:西南财经大学出版社

出版日期:2022

ISBN:9787550453210

电子书格式:pdf/epub/txt

内容简介

上转换发光材料可以吸收多个低能量光子发射出高能量的光子,实现能量的富集。TiO2光催化剂因其独特的优点而被广泛研究和应用,鉴于其禁带宽度大、电子—空穴复合率高等缺陷,本书设计出系列上转换—TiO2复合光催化材料,很好地弥补TiO2只能利用紫外光的缺陷,制备出包括二元复合β-NaYF4:Ho3 @TiO2,双掺二元复合 β-NaYF4: Pr3 , Li @TiO2, 三元复合β-NaYF4:Ho3 @TiO2-rGO等上转换光催化材料,可实现可见光到紫外光的转换。三元复合材料光照6 h即可实现罗丹明B的接近脱色。双掺二元复合材料光电性能不错,光生电子和空穴的分离率优选,电导率和载流子迁移率优选。通过吸收上转换核发出的紫外光产生h 、·O2-和·OH等活性物种,其强氧化性损坏大肠杆菌中的细胞壁/膜、蛋白质、DNA及辅酶A,达到灭活细菌的效果。

作者简介

范子红(1983—),女,湖北襄阳人,毕业于中国科学院大学,工学博士,现任职于重庆工商大学,讲师,主要从事环境纳米材料的研制、饮用水安全与处理、废水处理与资源化等研究。主要研究方向为环境纳米材料的研制,发表SCI收录论文二十余篇,获得发明专利3项。罗玉洁(1996—),女,重庆万州人,毕业于重庆大学,环境科学与工程专业硕士,现任职于重庆知行数联智能科技有限责任公司,从事环境模型研究及生态大数据管理与分析等工作,主要研究方向为环境模型研究及大数据管理。

本书特色

TiO2光催化剂因其独特的优点而被广泛研究和应用,鉴于其禁带宽度大、电子—空穴复合率高等缺陷,《复合上转换催化材料的设计、制备与应用》设计出系列上转换—TiO2复合光催化材料,很好地弥补TiO2只能利用紫外光的缺陷,制备出包括二元复合β-NaYF4:Ho3+@TiO2,双掺二元复合 β-NaYF4: Pr3+, Li+@TiO2, 三元复合β-NaYF4:Ho3+@TiO2-rGO等上转换光催化材料,可实现可见光到紫外光的转换。本书大体分为四个部分,分别为绪论、二元复合上转化催化材料、三元复合上转化催化材料、双掺二元复合上转化催化剂。本书理论基础扎实,具有一定的理论与实践价值。

目录

1 绪论 / 1
1.1能量传递 / 1
1.2上转换发光 / 2
12.1上转换发光原理 / 2
1.2.2上转换发光材料 / 5
1.2.3稀土发光材料 / 7
1.2.4稀土发光材料的制备方法 / 8
1.3光催化技术 / 11
1.3.1 TiO2 / 11
1.3.2 BiOCl / 15
1.4石墨烯 / 16
1.4.1石墨烯性质 / 17
1.4.2石墨烯负载 TiO2 复合光催化剂研究进展 / 17
1.4.3石墨烯作为基底改性上转换复合 TiO2光催化剂研究进展 / 18
1.5基于上转换发光的光催化材料 / 19
1.5.1近红外-紫外上转换催化材料 / 19
1.5.2可见-紫外上转换催化材料 / 20
1.6小结 / 20
参考文献 / 21
2 二元复合上转换催化材料 / 31
2.1材料的制备与表征 / 31
2.1.1 YF3 :Ho3+上转换材料的制备 / 31
2.1.2 YF3 :Ho3+@ TiO2二元复合上转换催化剂的制备 / 32
2.1.3性能表征 / 33
2.1.4光催化活性评价 / 34
2.2 YF3 :Ho3+上转换材料的性能 / 38
2.2.1理化特征 / 38
2.2.2光学性质 / 41
2.2.3发光机理 / 45
2.3 YF3 :Ho3+@ TiO2上转换催化材料的性能 / 47
2.3.1物相特征 / 47
2.3.2光学性质 / 51
2.4二元上转换催化材料 / 52
2.4.1光催化活性及影响条件 / 52
2.4.2降解污染物动力学 / 57
2.5小结 / 63
参考文献 / 64
3 三元复合上转换催化材料 / 66
3.1材料的制备与表征 / 66
3.1.1 β-NaYF4 : Ho3+上转换材料制备 / 66
3.1.2 核壳微晶 β-NaYF4 : Ho3+@ TiO2上转换催化剂的制备 / 66
3.1.3 β-NaYF4 : Ho3+@ TiO2-rGO 三元复合上转换催化剂的制备 / 67
3.1.4性能表征 / 67
3.1.5光催化活性评价 / 68
3.2 核壳结构 β-NaYF4 : Ho3+@ TiO2的性能 / 71
3.2.1理化特征 / 71
3.2.2 光学性质 / 77
3.2.3 二元复合上转换光催化机理分析 / 80
3.2 三元复合上转换催化剂 β-NaYF4 : Ho3+@ TiO2-rGO / 83
3.3.1理化特征 / 83
3.3.2光学性质 / 92
3.3.3 三元复合上转换光催化机理分析 / 95
3.4活性评价与应用 / 97
3.4.1核壳结构 β-NaYF4 : Ho3+@ TiO2 / 97
3.4.2 三元复合上转换催化剂 β-NaYF4 : Ho3+@ TiO2-rGO / 100
3.4.3降解污染物动力学及模型 / 104
3.4.4材料的稳定性评价 / 109
3.5小结 / 110
参考文献 / 111
4 双掺二元复合上转换催化剂 / 113
4.1材料的制备与表征 / 113
4.1.1 Pr3+ ,Li+双掺二元复合上转换催化剂制备 / 113
4.1.2上转换催化材料制备表征 / 115
4.1.3杀菌效果评价 / 116
4.2双掺二元复合上转换催化剂性能 / 119
4.2.1晶体结构分析 / 119
4.2.2形貌分析 / 120
4.2.3元素组成及离子价态分析 / 121
4.2.4光学性质分析 / 128
4.3双掺二元复合上转换催化剂杀菌性能 / 130
4.3.1杀菌性能探究 / 130
4.3.2杀菌材料的稳定性研究 / 135
4.3.3杀菌原理探究 / 137
4.4小结 / 149
参考文献 / 150

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