SnO₂基半导体材料在光催化、锂离子电池、红外阻隔涂层等领域都有着广泛的应用,是目前材料科学领域的研究热点。异质离子掺杂对SnO₂的晶体结构、电子能带结构和电子传输特性都具有重要的影响,进而影响材料的应用性能。本学位论文围绕离子掺杂的SnO₂基半导体材料,主要研究了离子掺杂对SnO₂在光催化,锂离子电池和红外阻隔涂层三个领域的应用性能的影响,探讨了离子掺杂对性能影响的相关机制。主要结果如下:1.Sb离子掺杂SnO₂:Sb/g-C₃N₄复合光催化材料研究。采用水热法制备SnO₂:Sb/g-C₃N₄复合光催化材料,和SnO₂/g-C₃N₄复合光催化材料相比,SnO₂:Sb/g-C₃N₄复合光催化材料的光催化活性远优于未掺杂样品,其中SnO₂:Sb含量为25 wt%的SnO₂:Sb/g-C₃N₄复合材料的光催化性能最佳。研究结果表明Sb掺杂复合光催化材料光催化性能的提高源于Sb的掺杂引起的SnO₂:Sb/g-C₃N₄复合样品的可见光吸收范围扩大,以及复合材料光生载流子的分离效率和迁移速率的提高。2.Sb离子掺杂纳米SnO₂锂离子电池负极材料的电化学性能研究。采用水热法制备了SnO₂:Sb和SnO₂材料,并将两种材料作为锂离子电池负极材料研究其作为电极材料的电化学性能,发现在相同条件下,掺杂后的SnO₂:Sb负极材料具有更高的首次放电容量和更好的循环稳定性。研究结果表明Sb的掺杂可以减小SnO₂的粒径,增大电化学反应的比表面积。另一方面Sb的适量掺杂可以减小SnO₂的电子迁移电阻,增大自由载流子的数目,增大SnO₂的导电性,促进电化学性能的提高。3.F,Sb共掺杂SnO₂纳米涂层红外阻隔涂层性能研究。采用水热法制备了SnO₂:Sb和F,Sb共掺杂的SnO₂材料,并制备含有此两种材料的红外阻隔涂层,对比其性能。发现F和Sb掺杂量为10 at%时所得到的FATO粉末样品所制备的样品含量为25 wt%的涂层具有最好的红外阻隔性能,其能够阻挡60%的红外光并能保证85%的可见光的透过。研究结果表明F的掺杂可以进一步减小SnO₂:Sb的粒径,增大其对可见光的透过,同时适量的F掺杂还可以产生更多的自由载流子以吸收红外光。