近年来,随着上转换发光材料的研究深入,其发光性能不断提升,上转换发光材料复合TiO2改性逐渐成为研究热点。上转换发光即是反斯托克斯发光,其最大的特点就是利用长波长、频率低的低能量光照射激发出短波长、频率高的高能量光。将上转换发光材料与TiO2用一定的方式进行复合之后,当可见光照射到复合之后的光催化剂时,上转换材料首先吸收可见光放出紫外光,随后将紫外光传递给附近的TiO2粒子,从而使TiO2的光催化性能得到了明显的提高。
1。2 上转换材料概述
上转换发光又称反斯托克斯发光(Anti-Stokes),根据斯托克斯定律,材料只能通过高能量的光激发才能发射出低能量的光。研究发现,而一些材料能够吸收低能量光发出高能量的光。这些材料称为上转换发光材料,这种现象叫做上转换发光。
上转换材料是指有上转换发光性能的稀土离子掺杂化合物,常见的有:氟化物,氧化物,硫化物,卤化物等,常见的上转换材料有:Er,Yb,等。
1。2。1 上转换过程文献综述
上转换过程可以分为三类:激发态吸收(ESA),能量传递转换(ETU)和光子雪崩(PA)。
1.激发态吸收(ESA)是指同一离子通过吸收多个连续的光子,从基态激发到激发态的过程。可以实现入射较低频率的光子,发射较高频率激光,实现上转换发光。
2.能量传递上转换(ETU)是指两个离子能量相近,则可以发生离子耦合,其中一个离子能把自身的能量传递给另外一个离子,使得受到更多能量的离子被激发,跃迁到更高的价带之中,产生上转换发光机制。
3.光子雪崩(PA)将上述两种过程结合的过程。在激发态,离子吸收多个连续光子能量,在亚基态又有离子间的能量传递上转换,多导致中间亚态的布居数增加,达到光子雪崩上转换。
1。3 活性碳纤维(ACF)的应用
活性碳纤维(ACF)是一种经过分子活化的碳纤维,活性碳纤维分子结构成纤维状,与传统的活性碳比较,传统的活性碳是以粉末状,块状为主的形态,与之相比,活性碳纤维具有更大的比表面积,在活性碳纤维的表面,分布着根状微孔(micro pore),能够吸附物质进入微孔,比较传统的活性碳,活性碳纤维有更好的吸附能力。活性碳纤维其纤维直径大约在10nm~13nm之间、外表面积大、微孔丰富且分布窄、易于与吸附质接触、扩散阻力小,有利于吸附分离。
活性碳纤维的应用广泛,在医疗,军工,环保,航空,石油,化工等都有涉及,活性碳纤维有几大优点:
1,活性碳纤维(ACF)是一种常用的吸附剂,是微孔碳,含有许多不规则结构,具有极大的表面积,有很强的吸附性。活性碳纤维体积密度小,可吸附粘度大的液态物质,而且滤阻小,且动力损耗小。
2,有良好的耐热性 ,有耐酸碱耐腐蚀性。活性碳纤维,自身由85-95%碳含量,自身燃点在400摄氏度以上。
3,活性碳纤维能够固定光催化剂的复合材料,负载TiO2,能实现了光催化与吸附双重作用, 同时也解决了催化剂难回收的问题,活性炭纤维可以进行再生回收,循环利用。目前国内汝胜[21-24],白志鹏[25-26],石建稳[27-28]等人也做了相关的研究。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-
1。4 本课题的研究目的与主要内容
TiO2拥有能耗低,反应条件温和等优势,但与此同时单一的 TiO2在反应中还存在光子利用率低,光吸收范围较窄等缺陷,且其吸收光源不能吸收可见光区,对于太阳光的利用率低等因素,使的TiO2在光催化领域的应用受到了限制。本文研究的目的是优化 TiO2的光催化性能。利用上转换材料将可见光转换为紫外光的性能,提高 TiO2 的光催化性能。同时,通过搭载ACF固定光催化剂和相关上转换材料,实现对已制备的材料实现回收,重复利用,经济环保的功能呢,同时,活性炭纤维也能吸附有机污染物,本课题探究制作的ACF复合材料,对其降解性能,包括:材料种类,有机污染物初始浓度,光照强度,以及循环再收等因素,探究其催化效率,适宜的降解条件,回收率等温度,进行深入的研究。 上转换材料碳纤维的制备及其TiO2光降解性能研究(4):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_91637.html