图 1。3。2 上转换发光的 5 种机理

上转换发光的过程总共有 5 种，分别是双光子吸收，激发态吸收，能量共振

传递，光子雪崩以及其他[40、41]。它们的机理在图 1。3。2 中给出了详细的解释。

1。4    本课题的研究内容与研究任务

1。4。1   研究任务

虽然 TiO2 的能耗低，反应条件温和，但与此同时单一的 TiO2 在反应中暴露 出光子利用率低，光吸收范围较窄且对太阳光的利用率较为低下，吸收光源大部 分位于紫外光波去的缺陷，使得单一的 TiO2 的光催化性能不是特别理想。本文 研究的目的是优化 TiO2 的光催化性能，将其与 ZnO 复合制备 TiO2-ZnO 复合体 系。再利用上转换材料将可见光转换为紫外光的性能，提高 TiO2-ZnO  的光催化

性能。

本研究课题采用溶胶-凝胶的方法制备 TiO2-ZnO 光催化材料，并通过活性炭

（@炭纤维）固定其催化材料，此方法利于材料的回收，通过再生处理就可以达 到材料的重复利用，进而降低成本，减少污染等优点。而且活性炭本身也有吸附 有机污染物的能力，从而达到了吸附-光催化的联合作用，本课题的任务就是制 备上述材料并对材料的光催化性能进行研究。文献综述

1。4。2 研究内容 探究制备材料的降解性能，该课题采用亚甲基蓝作为标准污染物，探究复合材料降解性能的最佳掺杂比，煅烧温度，污染物溶液初始浓度，光照强度，PH 等条件。并对降解过的材料进行回收再生，再对其降解性能进行分析评估，探究 其回收利用率和催化性能的规律。

1、采用溶胶凝胶法制备 TiO2、ZnO，并将两者互溶制备出 TiO2-ZnO 复合 溶胶。并将 TiO2-ZnO 的降解性能与单一 TiO2 与 ZnO 的降解性能的进行对比并 解释原因。

2、上转换材料-光催化剂体系降解亚甲基蓝的实验，验证了上转换材料的可 见光利用及对光催化反应的影响。探索 TiO2-ZnO 在不同的条件下的光催化性 能，并找出最佳的条件。

2 试验方法及检测仪器

2。1 实验药品

表 2。1 实验试剂

试剂名称 纯度（型号） 产地

无水乙醇 分析纯 成都新都木兰有限公司

二乙醇胺 分析纯 成都新都木兰有限公司

冰乙酸 分析纯 成都新都木兰有限公司

乙酸锌 分析纯 成都新都木兰有限公司

钛酸丁酯 分析纯 成都新都木兰有限公司

浓硝酸 分析纯 成都新都木兰有限公司

Y2O3 分析纯 上海晶纯生化科技有限公司

PrNO3 分析纯 成都新都木兰有限公司

正硅酸乙酯