ZnGa2O4長途輝發(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注。它具有優(yōu)秀的化學熱穩(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，而被廣泛應用到真空熒光顯示器件，場發(fā)射顯示器件，等離子體顯示器件等。同時ZnGa2O4還具備優(yōu)秀的發(fā)光性能以及光催化性能。鑒于此，本文結合ZnGa2O4的長余輝和光催化特性，把長余輝材料的陷阱能級分析方法引用到光催化材料中，通過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。本文主要內容包括以下三個方面:
　　采用高溫固相法制備了ZnxGa2O3+x(x=1，0.95，0.9，0.85，0.8)系列長余輝熒光粉。其中，ZnGa2O4，Zn0.95Ga2O3.95和Zn0.9Ga2O3.9的XRD圖譜與標準卡片圖譜一致，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的含量可以提高長余輝發(fā)光性能，其原因已通過熱釋光曲線分析詳細說明。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，是因為Zn0.85Ga2O3.85在陷阱能級中可以產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)長余輝熒光粉。X射線衍射分析(XRD)看出添加少量H3BO3并沒

4、有改變ZnGa2O4的晶體結構。從光致發(fā)光譜可看出兩個樣品的光致發(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長余輝性能，并且用肉眼可觀察到30min以上的綠光長余輝發(fā)射。光催化特性分析表明了ZnGa2O4+10％H3BO3的光催化活性比ZnGa2O4弱，其原因已結合材料形貌結構詳細分析。
　　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的一階拉曼模僅來源于四面體格位的振動情況。光致發(fā)光譜和余輝光譜說明了摻雜Li+離子后，ZnGa2O4的發(fā)光性能有所提高，其原因是增加了陽離子空位的濃度。余輝衰減曲線說明適量摻雜Li+離子可以提高長余輝性能并用熱釋光特性分析是因為增加了陷阱的濃度。光催化特性分析表明Li0.15Zn0.85Ga2O4具有較高的光催化活性，因為引入了更多的電子陷阱，導致更多的光生電子空穴被