双稀土Eu3+和La3+共掺杂TiO2纳米材料的光催化与荧光性能研究

"双稀土共掺杂TiO2纳米材料的制备及其性能研究 (2012年)" 本文是关于2012年发表的一篇自然科学论文，主要研究了双稀土离子Eu3+和La3+共掺杂的TiO2纳米材料的制备方法及其光学和光催化性能。研究者采用溶胶-凝胶法，这是一种常见的纳米材料制备技术，通过控制反应条件，成功制备了一系列Eu3+和La3+共掺杂的TiO2纳米粒子。 X射线衍射（XRD）分析显示，这种双稀土离子共掺杂可以更有效地抑制TiO2纳米晶体的晶相转变，这意味着掺杂后纳米颗粒的结晶结构更为稳定。扫描电子显微镜（SEM）观察到，所制备的纳米粉体颗粒尺寸在10至20纳米之间，呈现球形形态，这有利于提高材料的表面积和光催化活性。 荧光光谱分析揭示了Eu3+的特征发射光谱，表明Eu3+在TiO2纳米体系中的发光性能。值得注意的是，当在保持稀土总含量不变的情况下，用少量La3+取代Eu3+时，Eu3+的发光性能增强，显示出La3+对Eu3+的发光具有敏化效应。这种敏化作用可能源于La3+和Eu3+之间的能量转移，从而提高Eu3+的荧光效率。 此外，研究人员还评估了这些纳米材料的光催化性能，以甲基蓝溶液为目标污染物，结果显示，Eu3+和La3+双稀土离子共掺杂的TiO2纳米材料的光催化活性优于单组分掺杂的材料。他们发现Eu3+和La3+的最佳比例为1:4时，光催化效果最佳，这为优化材料性能提供了重要指导。 该研究揭示了双稀土共掺杂在改进TiO2纳米材料的结构特性、光学性质以及光催化效率方面的潜力，为设计高效、环保的光催化剂提供了新的思路。这一工作对于理解和改进TiO2基纳米材料在太阳能转化、环境净化等领域的应用具有重要意义。