摘要：ZnO具有光催化活性、强光敏性等优点被广泛关注,但是ZnO使用中存在诸多局限性,如宽禁带、不可吸收可见光、光催化效率降低等。稀土元素加入ZnO中可改变改善ZnO的电导率、光学、发光、磁性等物理性质,重点阐述了稀土掺杂ZnO材料应用现状,包括磁半导体、太阳能电池、气体传感器、发光材料、光催化剂和生物系统等。综述不同稀土元素修饰改性ZnO研究进展并给出相关建议,La掺杂ZnO可将光吸收范围拓宽到可见光区域,非均相半导体-离子复合材料有望实现多功能光催化剂的制备;Ce掺杂ZnO应深入机制研究或采用共掺杂等工艺提高光催化活性;掺Er的ZnO纳米管通过刺激Er离子的特征辐射制备绿色发光二极管;Sm可敏化材料的光致发光性,掺Sm的ZnO具有优异的性能,未来应扩大Sm应用领域并提高稀土利用率;Nd掺杂ZnO的研究应集中在铁磁性及抗菌活性,并进一步表征反应机制;开发应用于氢能和环境减排的高性能光催化剂、气体传感器或太阳能电池、薄膜晶体管等光电器件;建立性能设计和组装的数据库,降低成本并实现工业化生产。

摘要：稀土元素独特的4f亚层电子在一定的激发条件下具有丰富的能级跃迁,表现出优异的磁、光、电等性能,但稀土三价离子4f组态内跃迁是宇称禁戒的。将稀土离子引入某些晶格中或者结合有机配体形成稀土配合物,可提高其发光强度。稀土配合物易受外界环境影响,稳定性较差,将有机配体与无机基质连接制备高性能稀土杂化发光材料,应用潜力巨大。本文从结构组成、发光机理和合成方法等方面详细综述多种无机基质和稀土配合物杂化材料的研究现状,包括介孔二氧化硅、沸石、锂皂石、石墨烯及其衍生物、二氧化钛等。其次,介绍稀土无机杂化材料在硅太阳能电池、LED发光材料、信息防伪加密发光传感器和生物应用等不同领域的应用进展。最后,对稀土无机杂化工艺的发展趋势进行了展望,未来应探究稀土离子有机配体和无机基质的微观结构组成及作用机理,研究敏化性能良好有机配体的设计和组装,从而实现稀土无机杂化材料的高效利用和功能化发展,并实现工业化生产。