📄Работа №127683
Тема: Взаимосвязь «морфологические и структурные параметры - оптические и фотокаталитические характеристики» в допированных тербием наночастицах диоксида олова
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
химия
Объем:
69 листов
Год:
2022
Просмотров:
67
4250
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Способы синтеза наночастиц SnO2 различной морфологии 7
1.2. Фотокаталитические свойства наночастиц диоксида олова 15
1.3 Люминесцентные свойства наночастиц диоксида олова 21
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Получение наночастиц Tb-SnO2 26
2.2. Характеризация полученных наночастиц 26
2.2.1. Рентгенофазовый анализ 26
2.2.2. Просвечивающая электронная микроскопия 27
2.2.3. Определение удельной поверхности образцов по методу БЭТ 27
2.2.4. Исследование образцов методом ИК-спектроскопии 28
2.2.5. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия 28
2.2.6. Спектроскопия комбинационного рассеяния света 29
2.2.7. Методика регистрации спектров поглощения образцов и
определение ширины запрещенной зоны
2.2.8. Методика расчета зонной структуры и плотности состояний 30
2.3. Проведение фотокаталитических экспериментов 30
2.3.1. Методика регистрации аналита в пробе 32
2.3.2. Приготовление растворов красителя и антибиотика 32
2.3.3. Проведение фотокаталитического эксперимента 33
2.3.4. Анализ растворов после фотодеградации методом масс-спектрометрии
2.4. Методика регистрации фотолюминесцентных спектров 34
3. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Общие подходы к работе 3 5
3.2. Морфологические и структурные параметры наночастиц Tb-SnO2 36
3.3. Фотокаталитическое поведение наночастиц Tb-SnO2: разложение окрашенного МГ
3.4. Фотокаталитическое поведение наночастиц Tb-SnO2: разложение бесцветного ОТЦ
3.5. Фотолюминесцентные свойства наночастиц Tb-SnO2 56
ВЫВОДЫ 62
БЛАГОДАРНОСТИ 63
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 64
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Способы синтеза наночастиц SnO2 различной морфологии 7
1.2. Фотокаталитические свойства наночастиц диоксида олова 15
1.3 Люминесцентные свойства наночастиц диоксида олова 21
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Получение наночастиц Tb-SnO2 26
2.2. Характеризация полученных наночастиц 26
2.2.1. Рентгенофазовый анализ 26
2.2.2. Просвечивающая электронная микроскопия 27
2.2.3. Определение удельной поверхности образцов по методу БЭТ 27
2.2.4. Исследование образцов методом ИК-спектроскопии 28
2.2.5. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия 28
2.2.6. Спектроскопия комбинационного рассеяния света 29
2.2.7. Методика регистрации спектров поглощения образцов и
определение ширины запрещенной зоны
2.2.8. Методика расчета зонной структуры и плотности состояний 30
2.3. Проведение фотокаталитических экспериментов 30
2.3.1. Методика регистрации аналита в пробе 32
2.3.2. Приготовление растворов красителя и антибиотика 32
2.3.3. Проведение фотокаталитического эксперимента 33
2.3.4. Анализ растворов после фотодеградации методом масс-спектрометрии
2.4. Методика регистрации фотолюминесцентных спектров 34
3. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Общие подходы к работе 3 5
3.2. Морфологические и структурные параметры наночастиц Tb-SnO2 36
3.3. Фотокаталитическое поведение наночастиц Tb-SnO2: разложение окрашенного МГ
3.4. Фотокаталитическое поведение наночастиц Tb-SnO2: разложение бесцветного ОТЦ
3.5. Фотолюминесцентные свойства наночастиц Tb-SnO2 56
ВЫВОДЫ 62
БЛАГОДАРНОСТИ 63
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 64
📖 Введение
Разработка материалов с четко определенной морфологией и структурными параметрами в сочетании с фотолюминесцентными свойствами является актуальной задачей, обусловленной их применением в качестве биологических маркеров, фотокатализаторов и источников света. Учитывая, что большинство современных неорганических люминофоров возбуждаются вредным ультрафиолетовым светом, поиск материалов, работающих в видимой области, является полезной задачей.
В связи с этим активное внимание исследователей направлено на изучение широкозонных полупроводников, в том числе допированных 4£-элементами, что придает им ярко выраженные фотолюминесцентные свойства, а также позволяет использовать их как фотокатализаторы для разложения загрязнителей под видимым излучением.
Одним из наиболее перспективных материалов матрицы для допирования выступает дешевый и легко получаемый диоксид олова с тетрагональной структурой типа рутила, толерантной к замещению в кристаллической решетке.
При этом в литературе отсутствует однозначное мнение о том, какой параметр допированных наночастиц является определяющим для улучшения фотокаталитических и фотолюминесцентных свойств. В ряде работ обсуждается, что на них влияет не только природа 4f элемента и его концентрация, но также наличие кислородных вакансий и дефектов в кристаллической структуре матрицы. Тем не менее, количественной оценки параметров наночастиц и их влияние на функциональные характеристики не приводится. Применительно к допированному SnO2, его структурные параметры могут быть изменены путем получения наночастиц различной формы с использованием широко распространенных, недорогих и легко масштабируемых «мокрых» методов.
Среди широкого круга 4f-элементов, Tb3+выделяется за счет наличия интенсивного зеленого свечения в видимой области спектра, высокой квантовой эффективности, коммерческой доступности, простоте работы с исходными солями и меньшей степени концентрационного тушения люминесценции в сравнении с другими ионами ряда лантаноидов.
Таким образом, данная работа посвящена синтезу наночастиц различной формы на основе допированного тербием диоксида олова и установлению взаимосвязи их морфологических и структурных параметров с фотокаталитической активностью и фотолюминесцентными свойствами.
В связи с этим активное внимание исследователей направлено на изучение широкозонных полупроводников, в том числе допированных 4£-элементами, что придает им ярко выраженные фотолюминесцентные свойства, а также позволяет использовать их как фотокатализаторы для разложения загрязнителей под видимым излучением.
Одним из наиболее перспективных материалов матрицы для допирования выступает дешевый и легко получаемый диоксид олова с тетрагональной структурой типа рутила, толерантной к замещению в кристаллической решетке.
При этом в литературе отсутствует однозначное мнение о том, какой параметр допированных наночастиц является определяющим для улучшения фотокаталитических и фотолюминесцентных свойств. В ряде работ обсуждается, что на них влияет не только природа 4f элемента и его концентрация, но также наличие кислородных вакансий и дефектов в кристаллической структуре матрицы. Тем не менее, количественной оценки параметров наночастиц и их влияние на функциональные характеристики не приводится. Применительно к допированному SnO2, его структурные параметры могут быть изменены путем получения наночастиц различной формы с использованием широко распространенных, недорогих и легко масштабируемых «мокрых» методов.
Среди широкого круга 4f-элементов, Tb3+выделяется за счет наличия интенсивного зеленого свечения в видимой области спектра, высокой квантовой эффективности, коммерческой доступности, простоте работы с исходными солями и меньшей степени концентрационного тушения люминесценции в сравнении с другими ионами ряда лантаноидов.
Таким образом, данная работа посвящена синтезу наночастиц различной формы на основе допированного тербием диоксида олова и установлению взаимосвязи их морфологических и структурных параметров с фотокаталитической активностью и фотолюминесцентными свойствами.
✅ Заключение
1. Методам совместного осаждения и методом совместного осаждения с последующей гидротермальной обработкой были получены сферические и кубические наночастицы Tb-SnO2.
2. Все образцы были охарактеризованы с помощью методов РФА, ПЭМ, ИК- спектроскопии, БЭТ, спектроскопии КР и РФЭС для определения соотношения вакансии/дефекты. Ширина запрещенной зоны рассчитывалась из спектров поглощения.
3. Была изучена фотокаталитическая активность и теневая адсорбция органического красителя метиленового голубого с спектрофотометрическим и масс- спектроскопическим детектированием аналита. Величина адсорбции не превышает 56%. Выявлена экспоненциальная зависимость коэффициента деградации от соотношения вакансии/дефекты.
4. Был изучен процесс фотокатализа бесцветного органического антибиотика ОТЦ. Эффективность и глубину фотодеградации оценивали методами спектрофотометрии, хроматографии и масс-спектрометрии соответственно. Показано, что значения, полученные двумя методами, коррелируют друг с другом, что позволяет использовать спектрофотометрию для количественной оценки фотокатализа, как наиболее быстрый метод. Зафиксирована такая же, как и в случае МГ, экспоненциальная зависимость коэффициента деградации от соотношения вакансии/дефекты.
5. Исследованы фотолюминесцентные свойства наночастиц Tb-SnO2. На спектрах эмиссии, снятых для таблеток при длине волны возбуждающего излучения 375 нм, наблюдаются пики на длинах волн 414, 440, 544 нм. Для первых двух пиков выявлена экспоненциальная зависимость интенсивности люминесценции от соотношения вакансии/дефекты. Интенсивность пика 554 нм, отвечающего Tb, зависит от количества кислородных вакансий в структуре диоксида олова.
2. Все образцы были охарактеризованы с помощью методов РФА, ПЭМ, ИК- спектроскопии, БЭТ, спектроскопии КР и РФЭС для определения соотношения вакансии/дефекты. Ширина запрещенной зоны рассчитывалась из спектров поглощения.
3. Была изучена фотокаталитическая активность и теневая адсорбция органического красителя метиленового голубого с спектрофотометрическим и масс- спектроскопическим детектированием аналита. Величина адсорбции не превышает 56%. Выявлена экспоненциальная зависимость коэффициента деградации от соотношения вакансии/дефекты.
4. Был изучен процесс фотокатализа бесцветного органического антибиотика ОТЦ. Эффективность и глубину фотодеградации оценивали методами спектрофотометрии, хроматографии и масс-спектрометрии соответственно. Показано, что значения, полученные двумя методами, коррелируют друг с другом, что позволяет использовать спектрофотометрию для количественной оценки фотокатализа, как наиболее быстрый метод. Зафиксирована такая же, как и в случае МГ, экспоненциальная зависимость коэффициента деградации от соотношения вакансии/дефекты.
5. Исследованы фотолюминесцентные свойства наночастиц Tb-SnO2. На спектрах эмиссии, снятых для таблеток при длине волны возбуждающего излучения 375 нм, наблюдаются пики на длинах волн 414, 440, 544 нм. Для первых двух пиков выявлена экспоненциальная зависимость интенсивности люминесценции от соотношения вакансии/дефекты. Интенсивность пика 554 нм, отвечающего Tb, зависит от количества кислородных вакансий в структуре диоксида олова.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.