【摘 要】
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稀土掺杂发光材料由于其特殊的电子结构和丰富的能级,已被广泛应用于染料敏化太阳能电池（DSSC）和光催化等领域。C3N4由于其表现出合适的能带结构、良好的化学稳定性、无毒和制备成本低等特性,常被应用到太阳能电池、光催化产氢和二氧化碳还原等领域。正是基于C3N4和稀土纳米材料的美好期望,本文合成出了一系列YONT/C3N4、YONP/C3N4和SrTiO3:Er3+/C3N4纳米复合材料,并研究了样品
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稀土掺杂发光材料由于其特殊的电子结构和丰富的能级,已被广泛应用于染料敏化太阳能电池（DSSC）和光催化等领域。C3N4由于其表现出合适的能带结构、良好的化学稳定性、无毒和制备成本低等特性,常被应用到太阳能电池、光催化产氢和二氧化碳还原等领域。正是基于C3N4和稀土纳米材料的美好期望,本文合成出了一系列YONT/C3N4、YONP/C3N4和SrTiO3:Er3+/C3N4纳米复合材料,并研究了样品的发光性能及在染料敏化太阳能电池和光催化等领域的应用。主要研究内容如下:（1）本论文通过水热法成功的合成了Y2O3:Eu3+纳米管（简称为YONT）,并将其与C3N4复合制备出YONT/C3N4复合材料。XRD、SEM、TEM等方法分析了产品的结构组成和形貌,研究了YONT/C3N4复合材料的发光性能。结果表明,Y2O3:Eu3+纳米管在与C3N4复合后,在YONT/C3N4复合材料的激发光谱中,Eu3+的f-f电子跃迁特征峰几乎消失。复合材料的光谱中有一个宽的激发峰和一个宽的发射峰,这是来源于C3N4的发射峰和激发峰。（2）本论文通过调节不同的反应温度和时间合成了小尺寸Y2O3:Eu3+纳米粒子（简称为YONP）。小尺寸Y2O3:Eu3+纳米粒子与C3N4复合制备出YONP/C3N4复合材料,并应用染料敏化太阳能电池中。结果表明,TiO2-YONP-C3N4复合材料光阳极电池的光电转换效率明显高于纯的TiO2和TiO2-C3N4的电池效率。这种复合电池效率的提高是由于Y2O3:Eu3+纳米材料与C3N4的协同效应所导致的。莫特肖特基曲线表明小尺寸的Y2O3:Eu3+纳米粒子的引入可以使TiO2的费米能级升高,因此电子从C3N4传输到TiO2过程中,Y2O3:Eu3+纳米粒子起到了桥梁的作用,进一步提高了电池的光电转换效率,引入了复合材料之后使得染料敏化太阳能电池的光电转化效率从7.16%提高到8.14%。（3）本文通过溶剂热方法合成SrTiO3:Er3+纳米粒子,并与C3N4进行物理复合,研究SrTiO3:Er3+/C3N4纳米复合材料的结构和形貌。除此之外,对复合材料SrTiO3:Er3+/C3N4进行光催化还原CO2性能研究。
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