ZnGa2O4長(zhǎng)途輝發(fā)光及其光催化性能研究.pdf

1、ZnGa2O4作為是一種自激活新型發(fā)光材料，最近受到了研究人員的廣泛關(guān)注。它具有優(yōu)秀的化學(xué)熱穩(wěn)定性和顏色純度，其本身也是一種良好的發(fā)光材料基質(zhì)，而被廣泛應(yīng)用到真空熒光顯示器件，場(chǎng)發(fā)射顯示器件，等離子體顯示器件等。同時(shí)ZnGa2O4還具備優(yōu)秀的發(fā)光性能以及光催化性能。鑒于此，本文結(jié)合ZnGa2O4的長(zhǎng)余輝和光催化特性，把長(zhǎng)余輝材料的陷阱能級(jí)分析方法引用到光催化材料中，通過(guò)陷阱的引入有效地提高光生電子和空穴的分離，從而討論提高材料光催化性能

2、的方法。本文主要內(nèi)容包括以下三個(gè)方面:
　　采用高溫固相法制備了ZnxGa2O3+x(x=1，0.95，0.9，0.85，0.8)系列長(zhǎng)余輝熒光粉。其中，ZnGa2O4，Zn0.95Ga2O3.95和Zn0.9Ga2O3.9的XRD圖譜與標(biāo)準(zhǔn)卡片圖譜一致，Zn0.85Ga2O3.85和Zn0.8Ga2O3.8均出現(xiàn)少量β-Ga2O3的相。光致發(fā)光譜表明隨著Zn2+離子濃度逐漸降低，發(fā)射譜出現(xiàn)了紅移的現(xiàn)象，這是由于離子間的替代而導(dǎo)致

3、晶格常數(shù)的變化。余輝衰減曲線表明適量減少Zn的含量可以提高長(zhǎng)余輝發(fā)光性能，其原因已通過(guò)熱釋光曲線分析詳細(xì)說(shuō)明。光催化特性分析表明Zn濃度適量降低，還可以提高ZnGa2O4的光催化活性，是因?yàn)閆n0.85Ga2O3.85在陷阱能級(jí)中可以產(chǎn)生更多的電子陷阱捕獲光生電子，有效地提高光生電子和空穴的分離。
　　采用高溫固相法合成了ZnGa2O4+m％H3BO3(m=0，10)長(zhǎng)余輝熒光粉。X射線衍射分析(XRD)看出添加少量H3BO3并沒(méi)

4、有改變ZnGa2O4的晶體結(jié)構(gòu)。從光致發(fā)光譜可看出兩個(gè)樣品的光致發(fā)光譜峰形相近。余輝衰減曲線表明添加適量的H3BO3可以有效地提高ZnGa2O4長(zhǎng)余輝性能，并且用肉眼可觀察到30min以上的綠光長(zhǎng)余輝發(fā)射。光催化特性分析表明了ZnGa2O4+10％H3BO3的光催化活性比ZnGa2O4弱，其原因已結(jié)合材料形貌結(jié)構(gòu)詳細(xì)分析。
　　采用高溫固相法制備了Li0.15Zn0.85Ga2O4熒光粉。XRD圖譜表明Li+離子進(jìn)入ZnGa2O4

5、晶格中并取代部分Zn2+離子的位置。拉曼光譜分析表明具有ZnGa2O4的一階拉曼模僅來(lái)源于四面體格位的振動(dòng)情況。光致發(fā)光譜和余輝光譜說(shuō)明了摻雜Li+離子后，ZnGa2O4的發(fā)光性能有所提高，其原因是增加了陽(yáng)離子空位的濃度。余輝衰減曲線說(shuō)明適量摻雜Li+離子可以提高長(zhǎng)余輝性能并用熱釋光特性分析是因?yàn)樵黾恿讼葳宓臐舛?。光催化特性分析表明Li0.15Zn0.85Ga2O4具有較高的光催化活性，因?yàn)橐肓烁嗟碾娮酉葳澹瑢?dǎo)致更多的光生電子空穴被