低量Tm掺杂TiO_2纳米粉体的光致发光特性及光活性

编号：NMJS00421

篇名：低量Tm掺杂TiO_2纳米粉体的光致发光特性及光活性

作者：卢智宇; 姜洪泉; 李井申; 王城英; 闫盼盼;

关键词：纳米TiO2; Tm掺杂; 光致发光; 光活性;

机构： 哈尔滨师范大学化学化工学院;

摘要： 利用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量及不同温度焙烧的Tm掺杂TiO2纳米粉体。采用X射线衍射(XRD),紫外-可见漫反射谱(DRS)和光致发光光谱(PL)技术研究了Tm掺杂量和焙烧温度对其相结构、晶粒尺寸、光吸收及光致发光性能的影响;并以亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解评价其光活性。结果表明:低量Tm掺杂强烈抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相转变,减小晶粒尺寸;然而,Tm掺杂量增加,抑制相变作用减弱。Tm掺杂导致样品的紫外吸收能力略有降低,光吸收带边蓝移。Tm掺杂导致样品的PL谱强度降低(0.05%<0.075%<0.025%≈0.1%<0%),光活性升高(0.075%>0.05%>0.1%>0.025%>0%),但二者顺序并不完全一致。低量Tm掺杂能有效提高纳米TiO2的光活性;当Tm掺杂量为0.075%(质量分数)、焙烧温度为550℃时,制得样品呈双相结构,锐钛矿相占91%,晶粒尺寸为24.48 nm,其光活性最佳。光活性提高的主要根源是Tm掺杂能有效促进纳米TiO2表面光生e-/h+分离,提高量子化效率。