论文部分内容阅读
过渡金属氧化物是许多先进材料和光电器件的重要组成成分。其中的W18O49纳米线存在大量的氧空位在可见及近红外区域有强烈的局域表面等离子体共振（Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR）效应,在光催化领域广泛地研究。由于金属纳米粒子具有LSPR效应,将等离子体金属纳米结构与上转换纳米粒子相结合可以提高上转换纳米粒子近红外光子能量转换为可见光子能量的转换效率。目前,廉价的非金属半导体集中和转移近红外等离子体能量在上转换发光系统中的直接利用仍具挑战。为此,采用简单实验方法设计合成了多种W18O49基功能型纳米复合材料,并对其形貌、结构和性质展开一系列研究。期待为非金属等离子体-敏化光学材料在光催化、光电及光电器件中的潜在应用提供新视野。主要工作如下:通过简单的无表面活性剂的溶剂热法成功制备了W18O49纳米线。这些纳米线表面具有丰富的氧空位,使其在可见和近红外区域表现出强烈的等离子体吸收。这些由等离子体激发的W18O49纳米线可以加速硼烷氨水解产生氢气。设计一种新的Ln3+-NaYF4/W18O49/FTO异质结构薄膜来展示近红外-等离子体能量上转换过程。从而导致近一个数量级的选择性上转换发光的增强。提出了近红外光激发W18O49纳米线的LSPR效应是使纳米粒子上转化发光增强的主要原因。同时上转换纳米粒子发出的可见光再次激发W18O49纳米线使其具有更高的LSPR能量,从而选择性的增强了Ln3+-NaYF4纳米粒子的上转换发光。设计并合成了一种近红外光驱动的催化剂:NaYF4:Yb3+,Er3+@W18O49类似核壳异质结构。其在波长为980 nm激光的激发下催化硼烷氨水解1小时的析氢量是无催化剂添加析氢量的35倍。说明Yb3+,Er3+掺杂NaYF4@W18O49异质结构催化剂的催化性能最优。通过光催化还原方法合成了Ag-W18O49异质结构纳米线,并利用532 nm的纳秒脉冲激光Z-扫描技术研究了其非线性光学性质。研究发现,纳米Ag的加入可以使W18O49纳米线的非线性吸收从反饱和变为饱和,非线性折射率从自散焦变为自聚焦。此外,随着Ag纳米粒子的增多,纳米线的光学非线性特性越来越明显。并从基态等离子体漂白、热效应和自由载流子等方面对实验结果进行了解释。