稀土掺杂Bi_2-xGd_xMoO₆的合成及近红外反射性能

摘要

面对全球气候变化与城市热岛效应日益加剧的挑战，开发兼具高近红外反射性能与热调控能力的节能功能材料已成为研究热点.传统氧化物材料如Bi₂MoO₆在近红外波段的反射性能仍存在一定局限.近年来，稀土改性钼酸盐材料因其优异的光学响应特性及结构稳定性，在近红外反射材料领域得以广泛关注.本文采用固相合成法制备了Gd³⁺掺杂的近红外反射材料Bi_2-xGd_x MoO₆（x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0）；利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman）、近红外（NIR）反射测试、热重-差热分析（TG-DSC）及隔热性能实验对样品进行了表征.结果表明，合成的样品具有良好的结晶度. Gd³⁺掺杂引起带隙收缩（2.87 eV至2.80 eV），导致吸收边红移，增强了样品对450～600 nm蓝绿光的吸收，使其呈现更明显的黄色调，从而实现了色彩调控. Bi_2-xGd_x Mo O₆系列样品皆表现出较高的近红外反射率，均高于87.68%，显著高于TiO₂（75.66%）.尤其是x=0.4时，样品的近红外反射率达到90.11%，近红外太阳反射率为89.53%，分别比TiO₂高出14.45%和9.24%.红外线灯照射实验进一步验证了其优异的节能隔热性能.TG-DSC分析表明，Bi_2-xGd_x MoO₆材料具有优异的热稳定性，可在高温环境下长期使用，为高效隔热材料提供了新的选择.

关键词

稀土 / Bi₂MoO₆ / 近红外反射性能 / Gd³⁺