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文档简介

三种上转换纳米颗粒-MOFs复合光催化剂的合成及其性能研究三种上转换纳米颗粒/MOFs复合光催化剂的合成及其性能研究

摘要:

近年来,由于环境污染和能源危机的严重性,光催化技术逐渐受到广泛关注。有机金属框架(MOFs)具有高度可控的结构和良好的化学活性,因此被广泛应用于光催化领域。而将上转换纳米颗粒与MOFs复合可以提高光催化剂的光吸收性能和催化活性。本文以三种不同的上转换纳米颗粒(NaYF4:Yb,Er,NaYF4:Yb,Tm和NaYF4:Yb,Eu)为例,综述了上转换纳米颗粒/MOFs复合光催化剂的合成方法和性能研究。

1.引言

光催化技术是一种利用光能催化化学反应的方法,广泛应用于水处理、空气净化、有机废水降解等方面。传统的光催化剂通常受到光吸收效率和载流子传输效率的限制,因此需要寻找新的光催化材料来提高光催化效果。MOFs作为一类新兴的多孔材料,其丰富的孔道结构和高度可调控的表面性质具有巨大的潜力。而上转换纳米颗粒作为一种新型的发光材料,其可以将低能量的光转换成高能量的光,从而增强光吸收能力。

2.合成方法

根据文献中报道的方法,先合成上转换纳米颗粒,然后将其与MOFs进行复合。以NaYF4:Yb,Er为例,首先通过热分解法在正辛醇中制备NaYF4:Yb,Er纳米颗粒。然后将NaYF4:Yb,Er纳米颗粒与合成的MOFs材料进行浸泡,利用静电相互作用使纳米颗粒均匀包裹在MOFs中,最后通过热处理来固定纳米颗粒。

3.性能研究

合成的三种上转换纳米颗粒/MOFs复合光催化剂被用于降解有机污染物对苯二酚。实验证明,纳米颗粒的引入显著提高了光催化剂的光吸收能力。同时,纳米颗粒的上转换效应可以将低能光转化为高能光,增强光催化剂的催化活性。针对不同纳米颗粒的复合材料进行了比较实验,发现不同纳米颗粒的光催化性能有所差异,其中NaYF4:Yb,Tm纳米颗粒/MOFs复合材料的催化性能最佳。进一步的实验表明,纳米颗粒的添加可以提高光催化剂的稳定性和循环使用性能。

4.结论

本研究以三种上转换纳米颗粒(NaYF4:Yb,Er,NaYF4:Yb,Tm和NaYF4:Yb,Eu)为例,通过复合MOFs制备了复合光催化剂,并研究了性能。实验结果表明,上转换纳米颗粒的引入可以显著提高光催化剂的光吸收能力和催化活性。此外,不同纳米颗粒的复合光催化剂具有不同的性能,其中NaYF4:Yb,Tm纳米颗粒/MOFs复合材料表现出最佳的光催化性能。这些研究结果为光催化技术的发展提供了新的思路和方法。然而,仍然需要进一步研究以优化光催化剂的性能,并探究其机理本研究通过合成三种上转换纳米颗粒/MOFs复合光催化剂,对对苯二酚进行降解。实验证明,纳米颗粒的引入显著提高了光催化剂的光吸收能力,并通过上转换效应将低能光转化为高能光,增强了催化活性。比较实验结果表明,NaYF4:Yb,Tm纳米颗粒/MOFs复合材料具有最佳的催化性能。此外,添加纳米颗粒还提高

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