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1、0:107論文分類號:1學校代碼08學號:1502042龜浼基#技AfSHAAHXJUNIVERSITYOFSCIENCE4TECHN0L0GV碩士學位論文T’hesisforMastersDegree釤系氧化物薄膜的制備及性能研究劉長青指導教師姓名:殷立雄教授學科名稱:材料學論文提交日期:2018年3月論文答辯日期:2018年5月學位授予單位?:陜西科技大學申請工學碩士學位論文論文題目:釤系氧化物薄膜的制備及性能研究學科門類:工學一級學科:材料科學與工程培養(yǎng)單位:材料科學與工程學院碩士生:劉長青導師:殷立雄教授2
2、018年5月ResearchonPreparationandPropertiesofSamariumOxideThinfilmsAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByChangqingLiuSupervisor:Prof.LixiongYinMay2018釤系氧化物薄膜的制備及性能研究摘要Sm2O3是一種典型的稀土鑭系金屬氧化物,因為其特殊的外層電子結(jié)
3、構(gòu),其性能非常優(yōu)異。大多數(shù)稀土元素具有空軌道5d,因此稀土元素的化學活性很強,外層的空電子軌道可以轉(zhuǎn)移電子從而提高材料的光催化性能。稀土元素在光學、電學、磁學有很多的應(yīng)用,可以制備光催化劑、熒光粉、發(fā)光器件等?,F(xiàn)在研究的光催化劑主要是粉體,現(xiàn)如今環(huán)境問題越來越嚴重,粉體光催化劑容易在水中發(fā)生團聚降低光的透過而且難分離和回收等缺點,這些缺點使粉體光催化劑的應(yīng)用受到了一定的限制,采用適當?shù)姆椒ㄖ苽涞谋∧す獯呋瘎┦惯@些問題得到解決。本論文主要是采用溶膠-凝膠法制備釤系氧化物薄膜研究制備工藝對薄膜光催化劑物相、形貌和性能的影響,采用X射線衍射儀、原子力顯微鏡、場發(fā)射掃描電鏡和光化學反應(yīng)儀
4、等儀器來對薄膜進行測試。(1)采用乙二醇甲醚(CH3OCH2CH2OH)、醋酸酐(CH3OCOCOCH3)和硝酸釤(Sm(NO3)3?6H2O)為原料,制備出了Sm2O3薄膜,研究了不同鍍膜前驅(qū)液濃度、干燥溫度、晶化溫度和保溫時間對Sm2O3薄膜的物相和性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),當鍍膜前驅(qū)液濃度為0.8mol/L,干燥溫度為200℃,晶化溫度600℃,保溫時間為8h制備的薄膜的性能最好。此工藝制備的薄膜無雜相,表面比較致密,對羅丹明B的降解率可以達到75%。(2)采用乙二醇甲醚、醋酸酐、硝酸釤和硝酸銀(AgNO3)為原料,制備出了Ag/Sm2O3薄膜,研究了不同銀摻雜量、晶化溫度和保
5、溫時間進行分析,研究表明,當銀摻雜量為3%,晶化溫度為600℃,保溫時間為8h時制備的薄膜最好,Ag/Sm2O3薄膜的光催化性能可以達到96.8%。相比于Sm2O3薄膜,Ag/Sm2O3薄膜的性能提高了21.8%。(3)采用乙二醇甲醚、醋酸酐、硝酸釤和硝酸鋅(Zn(NO3)2)為原料,制備出了ZnO/Sm2O3薄膜。當Zn的摻雜量為3%、溫度為600℃,時間為8h,薄膜對RhB的降解率高可以達到99.5%,比純相的Sm2O3薄膜提高了24.5%,而且ZnO/Sm2O3薄膜的光電流響應(yīng)強度大約是Sm2O3薄膜的1.5倍,ZnO/Sm2O3薄膜有更高的電子遷移和分離效率。關(guān)鍵詞:氧化
6、釤,薄膜,溶膠-凝膠法,光催化IResearchonPreparationandPropertiesofSamariumOxideThinfilmsABSTRACTSm2O3isatypicallanthanidemetaloxidewithexcellentperformanceduetoitsspecialouterelectronstructure.Mostrare-earthelementshaveanempty5dtrack,sothechemicalactivityofrareearthelementsisverystrong,andtheouterspaceelec
7、tronorbitalcanbeusedasanelectrontransferstationtoimprovephotocatalyticperformance.Rareearthelementshavemanyapplicationsinoptics,electricityandmagnetism,andcanbeusedtopreparephotocatalysts,phosphors,luminescentdevicesandsoon.However,whenthepow