钐掺杂硅酸锂铝纳米颗粒：光催化水处理与高频介电应用的多功能材料开发

本综述系统探讨了Sm3+掺杂LiAlSiO4纳米颗粒（NPs）的合成、表征及多功能应用。通过溶液燃烧法成功制备1–11 mol%掺杂样品，并采用X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）等技术证实其结构特性。研究显示掺杂后光学带隙从4.427 eV降至4.074 eV，介电性能分析（介电常数ε'、介电损耗tan δ、交流电导率σac）揭示其高频应用潜力。光催化实验表明11 mol% Sm3+样品对罗丹明B（RhB）降解率高达99.12%，凸显其在环境修复（如有机污染物去除）与先进光电器件领域的双重价值。

　　

Highlight

钐掺杂LiAlSiO₄纳米颗粒展现出带隙可调（4.427→4.074 eV）与介电性能增强的双重优势，为高频器件与光催化技术提供创新材料平台。

Charge transport analysis based on AC conductivity

交流电导率（σ_ac）分析揭示电荷传输机制：σ_ac随频率上升而增加，符合Jonscher普适定律。Sm³⁺掺杂引入氧空位与局域态，促进载流子跳跃传导，显著提升电导率（对比未掺杂样品），印证其在高频介电领域的应用潜力。

Photocatalytic activity studies

以罗丹明B（RhB）为模型污染物，评估紫外光下的光催化性能。优化后的LiAlSiO₄:11Sm³⁺样品表现卓越，120分钟内降解率达99.12%。实验进一步探究催化剂负载量（40 mg）、染料浓度（5 ppm）、pH（12）及清除剂的影响，揭示降解效率的关键调控因素。

Conclusion

通过化学沉淀法成功合成Sm³⁺掺杂LiAlSiO₄纳米颗粒，其可调带隙、增强介电性能及高效光催化活性，彰显其在环境修复（如废水处理）与高频介电器件中的多功能应用价值。