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1、,非线性光学/凹凸棒石复合材料及 光催化合成氨应用,常州大学石油化工学院 报告人：何承溧 导师：李霞章,目录,CONTENTS,研究背景,拟开展的研究内容,研究方法,前期研究基础,机理推测,研究背景,人工固氮,氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位，其中约有80%氨用来生产化学肥料，20%为其它化工产品的原料。氨主要用于制造氮肥和复合肥料，例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料的。氨作为工业原料和氨化饲料，用量约占世界产量的1/2。,研究背景,人工固氮,工业合成氨Haber-Bosch法,研究背景,人工固氮,TITLE,TITLE,TITLE,TITL
2、E,光催化固氮,按催化剂类型分类的光固氮每年数量的直方图,1、土壤和沙子,2、二氧化钛基材料,3、其他半导体材料,氧化铁，钒氧化物，氧化铜，氧化锌，氧化钨，磷化镓，卤氧化铋，氮化碳，金属硫化物,4、碳材料,5、等离子体,6、仿生材料,拟开展研究内容,材料设计,LiNbO3-tpye,稀土RE,ATP,复合材料,非线性光学材料 二次谐波产生效应 铌酸锂型氧化物 LiNbO3、LiTaO3、 MgTiO3、MnTiO3、 FeTiO3、ZnTiO3、 ZnZrO3,上转换效应 稀土元素RE Ce3+、Pr3+、Er3+、Tm3+，Yb3+、Sm3+、La3+等,凹凸棒石ATP 掺杂源（Mg2+）
3、载体,LiNbO3/ATP Re:LiNbO3 RE:LiNbO3/ATP,拟开展研究内容,非线性光学材料,拟开展研究内容,上转换发光效应,上转换发光，即：反-斯托克斯发光（Anti-Stokes），由斯托克斯定律而来。斯托克斯定律认为材料只能受到高能量的光激发，发出低能量的光，换句话说，就是波长短的频率高的激发出波长长的频率低的光。比如紫外线激发发出可见光，或者蓝光激发出黄色光，或者可见光激发出红外线。但是后来人们发现，其实有些材料可以实现与上述定律正好相反的发光效果，于是我们称其为反斯托克斯发光，又称上转换发光。,拟开展研究内容,概要,1、拟开发一种铌酸锂型氧化物/凹凸棒石非线性光催化复合
4、材料。铌酸锂型氧化物包括LiNbO3、LiTaO3、MgTiO3、MnTiO3、FeTiO3、ZnTiO3、ZnZrO3，俱为同种类型的非线性光学材料。,2、拟开发一种稀土元素掺杂铌酸锂上转换非线性光催化复合材料。通过溶胶-凝胶法将稀土上转换发光元素RE（包括Ce3+、Pr3+、Er3+、Tm3+，Yb3+、Sm3+、La3+，通式记为RE）掺杂进LiNbO3晶格。,3、拟开发一种稀土掺杂铌酸锂型氧化物/凹凸棒石上转换非线性光催化复合材料。先通过溶胶-凝胶法将稀土离子（RE）掺杂进LiNbO3晶格。再通过在凹凸棒石表面原位生长粒径均匀的RE:LiNbO3纳米粒子，经过高温煅烧，使ATP中富含的
5、镁元素（Mg2+）掺杂进LiNbO3晶格。,拟开展研究内容,技术路线,一、,拟开展研究内容,技术路线,二、,拟开展研究内容,技术路线,三、,拟开展研究内容,非线性光学材料性能评价,四、二次谐波产生（SHG）,由Q开关1064nm Nd:YAG激光器照射的LiNbO3 和KDP参考的SHG信号的示波器迹线,为了研究LiNbO3的极性，使用Kurtz-Perry法进行二次谐波产生（SHG）测量。常见的非线性光学材料选择KH2PO4（KDP）作为参考。光源是Q开关的1064 nm Nd：YAG激光器，它可以产生脉冲红外光束以照射样品。,前期研究基础,LiNbO3/ATP,前期研究基础,LiNbO3/ATP,前期研究基础,RE:LiNbO3,前期研究基础,RE:LiNbO3,前期研究基础,RE:LiNbO3/ATP,前期研究基础,RE:LiNbO3/ATP,机理推测,MECHANISM,（1）,（2）,（3）,UV,Vis,UV,Vis,UV,Vis,结尾,THE ENDING,THANKS,感谢李霞章导师及师兄师姐的指导与帮助！,请各位老师、同学批评指正！,
