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目前,光催化反应在污染治理和能源开发领域中的研究非常活跃。许多难以去除的有机污染物,如氯仿、多环芳烃、多氯联苯、有机磷化合物等都可以利用此方法去除,且去除率很高。具有高效催化活性的光催化材料的研究开发,已成为目前国内外研究的热点。 本论文采用溶胶-凝胶法在长余辉发光材料(Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+)的表面包覆TiO2-xNx。利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射(DRS)、荧光光谱(PL)等手段对不同条件下制备的复合材料的结构,形貌以及发光性能进行表征;研究了不同条件制备的Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+/TiO2-xNx对甲基橙的光催化性能,并对其发光机理做了初步的探讨。具体研究内容如下: (1)研究了不同煅烧温度下TiO2与TiO2-xNx的物相及紫外-可见漫反射光谱性质。400oC时TiO2与TiO2-xNx的物相中均以锐钛矿为主,N掺杂可以抑制TiO2的锐钛矿相向金红石相的转变。TiO2-xNx较TiO2发生明显红移。 (2)研究了Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+/TiO2-xNx复合材料在不同煅烧温度,不同煅烧时间,不同包覆比以及不同包覆时间的物相和形貌。通过分析发现,TiO2-xNx的包覆对Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+晶体结构基本没有影响。包覆90min,包覆比为1:2,在400oC下煅烧1h制备的Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+/TiO2-xNx复合材料,边角光滑、圆润。对Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+/TiO2-xNx发光性能研究发现,包覆比1:2,包覆90min在400oC下煅烧1h制得的复合材料,其发射光谱的强度最高。 (3)对Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+/TiO2-xNx光催化性能研究发现,Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+与TiO2-xNx的比例为1:2,包覆90min,400oC下煅烧1h,催化效果最佳,可使20mg/L甲基橙溶液在2h内脱色率达到91.1%。将Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+/TiO2-xNx光催化材料经过紫外灯光照激发1h后,再进行光催化降解,可使20mg/L甲基橙溶液在2h内脱色率达到95%。经过固化后的Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+/TiO2-xNx,其光催化效率较粉体有所下降,第二次光催化降解甲基橙溶液的脱色率较第一次降低了35%左右。 (4)结合Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+/TiO2-xNx光催化材料光催化降解和发射光谱结果,研究认为Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+在光照下,产生 Eu+和空穴,空穴在Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+和TiO2-xNx价带之间的转移是导致光催化效率和发光性能提高的主要原因。