金属离子改性对微孔钛硅分子筛ETS-10光电特性的影响

摘要

微孔钛硅分子筛ETS-10由于其独特的骨架结构、优越的离子交换性能,在光催化、热催化、气体吸附等领域的研究中得到了广泛的关注。本文以P25为钛源,硅酸钠溶液为硅源,采用水热法合成出结晶度高、表面态丰富、尺寸为200 nm×500 nm的双锥形ETS-10晶体。
　　由于ETS-10中存在大量可交换的阳离子 Na+和K+,这赋予了ETS-10良好的离子交换能力,故金属离子改性极大丰富了ETS-10的应用。本文通过传统的离子交换法,制备出一系列 Eu3+含量不同的Eu3+-ETS-10样品。在282 nm的紫外光激发下,所有样品均发射主峰在615 nm处的红光。通过荧光激发光谱(PLE)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、表面光电压谱(SPS)及场诱导表面光电压谱(FISPS)等表征手段,提出并证实了Eu3+-ETS-10中的敏化发光机理。结果表明ETS-10作为敏化剂,增强了Eu3+的发光效果;而Eu3+作为光生电子和空穴的复合中心,有效促进了电荷转移过程的进行。
　　Fe3+改性的ETS-10分子筛也通过离子交换法制得。由Fe3+-ETS-10的FISPS及相位谱结果可知,Fe3+的引入拓展了ETS-10在可见光区的吸收。并且 Fe3+的存在产生了新的杂质能级,夺取了ETS-10表面态中的电子,改变了ETS-10的表面态特征,降低了ETS-10的自建电场强度。
　　此外,本文研究了一系列阳离子(Fe3+、Ca2+、NH4+、Y3+、Pr3+)的引入对ETS-10自建电场的影响。通过FISPS及相位谱可以大体判断出ETS-10、Fe3+-ETS-10、Ca2+-ETS-10、NH4+-ETS-10、Y3+-ETS-10、Pr3+-ETS-10的自建电场强度分别约为0.1 V、0.05 V、0.5 V、0.5 V、0.2 V和0.1 V,且这些离子的引入并未改变ETS-10的自建电场方向。

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第一章 绪论

1.1 钛硅分子筛概述

1.2 ETS-10分子筛的结构特点

1.3 ETS-10分子筛的合成概况

1.4 ETS-10分子筛的应用

1.5 光电特性及光生电荷行为研究方法

1.6 本课题的选题目的、意义

第二章 微孔钛硅分子筛ETS-10的制备与光电特性

2.1 制备与表征

2.2 结果与讨论

2.3 本章小结

第三章 Eu3+-ETS-10光电特性及其荧光、光催化性能

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 Mn+-ETS-10中阳离子的引入对自建电场的影响

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 全文总结

参考文献

攻读硕士期间已发表或录用的论文

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