第3期 赵斯琴等：Y和EU离子共掺杂TD,纳米材料的制备及其光催化性能 ,357. (a) b 1%Y/TiO 1%YT0. 人人 1%(0Y,Eu/Ti0, 1%(Y,E/Ti0 A 1%(Ys EuTiO, 1(Y EuTiO 9%0EmT0, 室 1(YEuTiO 人 1%Ew/Tio. 1%En/TiO. 1020304050607080 20 25 30 28 28) 图1样品XRD谱图.(a)不同掺杂比例的产物1%(Y+,E±，)个D2:(b)(a)的放大谱图 Fig 1 XRD pattems of samples (a)1 (Y.Eu)/TD2 samples with different dopants (b)enlarged pattems of (a) 粉体为球形颗粒状，有一定的团聚现象，其平均颗粒 直径约为20m:由于谢乐公式计算得到的尺寸为 颗粒的一次粒径，因此从SEM中看到的团聚的颗粒 一1%Eu/T0 尺寸大于XRD的计算结果， ---…1%(YEu/Ti0 一--1%YE)Ti0 1(YEuTiO 200 300 400500600700800 波长/nm 图3不同样品UVVs谱图 Fig 3 UVV is speetma of different smples 100nm 图2样品%（酷，E法）个D2的S照片 体系中最强激发峰的位置不是通常的396m处，而 Figs 2 SEM inage of the sample 1%(Yo.s.Eu.)/TD2 是465m处的Eu3+7F。→5D2跃迁，说明TD2晶体 和Eu+之间有一定的能量传递效应，即TD2基质 2.2UV-Vis漫反射分析 中激子吸收的能量向Eu+传递，从而使得Eu+的 图3为不同比例Eu+和Y3+共掺杂的TD2纳 最佳激发波长红移至465m处2， 米粉体UV-Vs吸收曲线与Eu+单组分掺杂的TD2 纳米粉体UV一Vs吸收曲线比较谱图，从图中可知， 稀土Y3+的掺入没有引起VVs谱图的形状变化， 但使Eu个D2纳米粉体UV-Vs吸收曲线产生了 不同程度的蓝移.这可能是由于稀土Y的掺杂改 变了能隙宽度，也可能是因为纳米材料尺寸效应而 使UV-Vs吸收曲线产生一定程度的蓝移o.其 中，样品%(Y,Eu)个D2纳米粉体晶粒最 小，UV一Vis吸收蜂的蓝移最明显. 350 400 450 500 550 波长/am 2.3荧光性能分析 图4样品1%(Y,E站)尔D2的激发光谱图 图4为样品1%(Y,E.酷)个D2的激发光 Fg4 Excitation spectnm of simple%(Y8.5,Eu站)个D2 谱图，在谱图中主要产生三个较窄的激发峰，分别 位于396m、465mm和534m处，其中，396m激发 图5为不同样品发射光谱比较图，谱图中均产 峰对应于Eu的'F。→5L跃迁，465m激发峰对应 生了E3+576m(D→7F人、585m(D,→7F1)和 于Eu+的？F→5D2跃迁山.即Eu+在TD2纳米 612m(D。→'F2)处的特征发射峰，其中最强峰为第 3期 赵斯琴等： Ｙ 3＋和 Ｅｕ 3＋离子共掺杂 ＴｉＯ2纳米材料的制备及其光催化性能 图 1 样品 ＸＲＤ谱图．（ａ） 不同掺杂比例的产物 1％ （Ｙ3＋ ｘ ‚Ｅｕ3＋ 1—ｘ）／ＴｉＯ2；（ｂ） （ａ） 的放大谱图 Ｆｉｇ．1 ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｓａｍｐｌｅｓ：（ａ）1％ （Ｙ3＋ ｘ ‚Ｅｕ3＋ 1—ｘ）／ＴｉＯ2ｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｏｐａｎｔｓ；（ｂ） ｅｎｌａｒｇｅｄｐａｔｔｅｒｎｓｏｆ（ａ） 粉体为球形颗粒状‚有一定的团聚现象‚其平均颗粒 直径约为 20ｎｍ．由于谢乐公式计算得到的尺寸为 颗粒的一次粒径‚因此从 ＳＥＭ中看到的团聚的颗粒 尺寸大于 ＸＲＤ的计算结果． 图 2 样品 1％ （Ｙ3＋ 0∙8‚Ｅｕ3＋ 0∙2）／ＴｉＯ2的 ＳＥＭ照片 Ｆｉｇ．2 ＳＥＭｉｍａｇｅｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅ1％ （Ｙ3＋ 0∙8‚Ｅｕ3＋ 0∙2）／ＴｉＯ2 2∙2 ＵＶ--Ｖｉｓ漫反射分析 图 3为不同比例 Ｅｕ 3＋和 Ｙ 3＋共掺杂的 ＴｉＯ2 纳 米粉体 ＵＶ--Ｖｉｓ吸收曲线与 Ｅｕ 3＋单组分掺杂的 ＴｉＯ2 纳米粉体 ＵＶ--Ｖｉｓ吸收曲线比较谱图．从图中可知‚ 稀土 Ｙ 3＋的掺入没有引起 ＵＶ--Ｖｉｓ谱图的形状变化‚ 但使 Ｅｕ 3＋／ＴｉＯ2纳米粉体 ＵＶ--Ｖｉｓ吸收曲线产生了 不同程度的蓝移．这可能是由于稀土 Ｙ 3＋的掺杂改 变了能隙宽度‚也可能是因为纳米材料尺寸效应而 使 ＵＶ--Ｖｉｓ吸收曲线产生一定程度的蓝移 ［10］．其 中‚样品 1％ （Ｙ 3＋ 0∙8‚Ｅｕ 3＋ 0∙2 ）／ＴｉＯ2 纳米粉体晶粒最 小‚ＵＶ--Ｖｉｓ吸收峰的蓝移最明显． 2∙3 荧光性能分析 图 4为样品 1％ （Ｙ 3＋ 0∙5‚Ｅｕ 3＋ 0∙5 ）／ＴｉＯ2 的激发光 谱图．在谱图中主要产生三个较窄的激发峰‚分别 位于396ｎｍ、465ｎｍ和534ｎｍ处‚其中‚396ｎｍ激发 峰对应于 Ｅｕ 3＋的 7Ｆ0→ 5Ｌ6跃迁‚465ｎｍ激发峰对应 于 Ｅｕ 3＋的 7Ｆ0→ 5Ｄ2 跃迁 ［11］．即 Ｅｕ 3＋在 ＴｉＯ2 纳米 图 3 不同样品 ＵＶ--Ｖｉｓ谱图 Ｆｉｇ．3 ＵＶ-Ｖｉｓｓｐｅｃｔｒａｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓａｍｐｌｅｓ 体系中最强激发峰的位置不是通常的 396ｎｍ处‚而 是 465ｎｍ处的 Ｅｕ 3＋7Ｆ0→ 5Ｄ2 跃迁‚说明 ＴｉＯ2 晶体 和 Ｅｕ 3＋之间有一定的能量传递效应‚即 ＴｉＯ2 基质 中激子吸收的能量向 Ｅｕ 3＋传递‚从而使得 Ｅｕ 3＋的 最佳激发波长红移至 465ｎｍ处 ［12］． 图 4 样品 1％ （Ｙ3＋ 0∙5‚Ｅｕ3＋ 0∙5）／ＴｉＯ2的激发光谱图 Ｆｉｇ．4 Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｓａｍｐｌｅ1％ （Ｙ3＋ 0∙5‚Ｅｕ3＋ 0∙5）／ＴｉＯ2 图 5为不同样品发射光谱比较图．谱图中均产 生了 Ｅｕ 3＋ 576ｎｍ（ 5Ｄ0→ 7Ｆ0）、585ｎｍ（ 5Ｄ0→ 7Ｆ1）和 612ｎｍ（ 5Ｄ0→ 7Ｆ2）处的特征发射峰‚其中最强峰为 ·357·