Mg掺杂TiO2纳米晶光氧化还原染料的可逆颜色转变研究

摘要： 由于非直接接触、远程控制、高效及快捷的优点, 光可逆颜色转换材料在信息存储、显示器件、传感器等领域有着重要应用。复合无机材料和有机材料, 实现协同增效, 是新型光驱动可逆颜色转换材料的研究热点之一。本研究采用一步液相合成法制备粒径约为5 nm的锐钛矿型Mg2+掺杂TiO2纳米晶, 通过X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、红外光谱和拉曼光谱等表征手段确认材料的组成结构, 并对比研究了Mg2+掺杂TiO2对亚甲基蓝(MB)光可逆颜色转换性能的增强效应。结果表明, 掺杂Mg2+在TiO2晶格中能产生杂质能级, 有效抑制了光生载流子的复合, 提高了TiO2光氧化还原MB的活性; 另一方面, 掺杂Mg2+降低了TiO2纳米晶的吸收波长, 在可见光照射下能够有效地抑制MB向还原态LMB的转变, 提高系统着色速率。这种基于碱金属掺杂TiO2纳米晶的光可逆颜色转换材料在许多光电子器件领域具有潜在的应用价值。