Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การสังเคราะห์วัสดุเปล่งแสงอัพคอนเวอร์ชันโซเดียมอิตเทรียมฟลูออไรด์เจืออิตเทอร์เบียมและทูเลียมเพื่อการประยุกต์ด้านการเร่งปฏิกิริยาเชิงแสง

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Synthesis of NaYF4:Yb,Tm upconversion luminescence material for photocatalytic applications

Year (A.D.)

2015

Document Type

Thesis

First Advisor

กานต์ เสรีวัลย์สถิตย์

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เทคโนโลยีเซรามิก

DOI

10.58837/CHULA.THE.2015.807

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาการสังเคราะห์วัสดุเปล่งแสงอัพคอนเวอร์ชันโซเดียมอิตเทรียมฟลูออไรด์เจืออิตเทอร์เบียมและทูเลียมด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มัล และวิธีเกลือหลอมละลาย รวมถึงศึกษาผลของอุณหภูมิและเวลาที่ใช้ในการสังเคราะห์ต่อเฟส สัณฐานวิทยา และการเปล่งแสงอัพคอนเวอร์ชัน จากผลการทดลองพบว่า เมื่อทำการสังเคราะห์ด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มัล สามารถสังเคราะห์โซเดียมอิตเทรียมฟลูออไรด์ที่มีโครงสร้างเฮกซะโกนอลซึ่งมีประสิทธิภาพการเปล่งแสงสูงเมื่อทำการสังเคราะห์ที่อุณหภูมิ 200 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 18 ชั่วโมงโดยใช้กรดเอทิลีนไดเอมีนปริมาณ 2 มิลลิโมลเป็นสารช่วยกระจายตัว ในขณะที่เมื่อทำการสังเคราะห์ด้วยวิธีเกลือหลอมละลายสามารถสังเคราะห์โซเดียมอิตเทรียมฟลูออไรด์ที่มีโครงสร้างเฮกซะโกนอลซึ่งมีประสิทธิภาพการเปล่งแสงสูงเมื่อทำการสังเคราะห์ที่อุณหภูมิ 400 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง โดยใช้โซเดียมไนเตรต และโพแทสเซียมไนเตรตเป็นเกลือหลอมละลาย อนุภาคที่สังเคราะห์ด้วยวิธีเกลือหลอมละลายจะมีความเป็นผลึกสูง และมีอนุภาคปริซึมหกเหลี่ยมที่มีสัดส่วนความยาวต่อความกว้างหน้าตัดที่มากกว่าอนุภาคที่สังเคราะห์ด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มัล ซึ่งส่งผลให้มีการเปล่งแสงในช่วงวิสิเบิลเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตามวัสดุทั้งสองมีการเปล่งแสงในช่วงอัลตราไวโอเลตที่ใกล้เคียงกัน เมื่อนำโซเดียมอิตเทรียมฟลูออไรด์เจืออิตเทอร์เบียมและทูเลียมที่สังเคราะห์ด้วยวิธีไฮโดรเทอร์มัลมาเตรียมเป็นวัสดุประกอบกับไทเทเนียมได้ออกไซด์ที่อัตราส่วนน้ำหนัก 1 ต่อ 2 พบว่าสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการย่อยสลายเมทิลออเรนจ์ภายใต้แสงจากหลอดซีนอน 150 วัตต์ได้ โดยสามารถย่อยสลายเมทิลออเรนจ์ได้ร้อยละ 95 ในระยะเวลา 90 นาทีในขณะที่ไทเทเนียมไดออกไซด์สามารถย่อยสลายได้เพียงร้อยละ 88

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

In the present work, ß-NaYF4:Yb3+/Tm3+ particles were synthesized by hydrothermal method and molten salt method. The effects of synthesized temperature and time on phase, morphology, and upconversion luminescence were also investigated. The results showed that pure hexagonal ß-NaYF4:Yb3+/Tm3+ microrods with high upconversion luminescence were successfully synthesized by hydrothermal method at 200 °C for 18 hours using 2 mmol ethylenediaminetetraacetic acid as a dispersant. For molten salt method, pure hexagonal ß-NaYF4:Yb3+/Tm3+ microrods with high upconversion luminescence were successfully synthesized at 400 °C for 2 hours using NaNO3 and KNO3 as molten salts. The ß-NaYF4:Yb3+/Tm3+ microrods, synthesized by molten salt method, exhibited higher crystallinity and higher aspect ratio compared to that of ß-NaYF4:Yb3+/Tm3+ microrods, synthesized by hydrothermal method. Consequently, the upconversion luminescence in the visible region of the ß-NaYF4:Yb3+/Tm3+ microrods, synthesized by molten salt method were higher. However, the upconversion luminescences in the visible region of both microrods were comparable. The ß-NaYF4:Yb3+/Tm3+ and TiO2 composites were prepared by physical mixing TiO2 with the ß-NaYF4:Yb3+/Tm3+ microrods, synthesized by hydrothermal method at 200 °C for 18 hours. Photocatalytic activity of the prepared composite photocatalysts was analyzed by observing decomposition of methyl orange (MO) under a 150 watt xenon lamp. The result showed that the ß-NaYF4:Yb3+/Tm3+ and TiO2 composite with weight ratio of 1:2 exhibited the best photocatalytic efficiency to decomposing MO and 95% of MO was decomposed in 90 minutes. Whereas, 88% of MO was decomposed for the pure TiO2.

Link to Full Text

Share

COinS