幾種稀土微-納米材料的制備、表征及其性能研究.pdf

1、微/納米材料的特性主要有：表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等。因?yàn)槲⒓{米材料具有以上諸多特性，導(dǎo)致它與許多常規(guī)塊狀的材料相比較會(huì)表現(xiàn)出一系列與眾不同的優(yōu)良特殊性能，例如特殊的光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)，催化和敏化等性能。稀土摻雜微納米發(fā)光材料作為一種新型的微納米材料，受到越來越多的關(guān)注與研究。稀土摻雜微納米發(fā)光材料在照明、檢測(cè)、顯示等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。其中稀土氟化物和稀土氧化物由于突出的優(yōu)點(diǎn)和特性使得他們成為非常好的發(fā)光基質(zhì)材料。溶劑/水熱合

2、成是制備稀土摻雜微納米的良好方法，引起了廣泛的注意。GdF3作為非常重要的稀土氟化物之一，其在光電子領(lǐng)域得到非常廣泛地使用。Y2O3:Eu3+是大家熟知的紅色熒光粉，其已在熒光燈、場(chǎng)發(fā)射顯示器和陰極射線管等領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用。本文以GdF3和Y2O3為基質(zhì)，采用簡(jiǎn)單、低成本而又方便的溶劑/水熱法制備出稀土摻雜微納米發(fā)光材料，利用各種表征手段對(duì)所得到的樣品分析與表征，并對(duì)所合成產(chǎn)物的形貌、可能形成機(jī)理和性能進(jìn)行了討論，對(duì)其生成規(guī)律進(jìn)行歸納和

3、總結(jié)，為其它稀土摻雜納米發(fā)光材料的合成提供相應(yīng)的理論依據(jù)以及實(shí)驗(yàn)方法路線。
　　本論文的主要內(nèi)容如下：
　　(1)銅錢狀GdF3:Eu3+空心環(huán)的水熱合成、表征及性能研究
　　以Gd3+為中心金屬離子，KBF4為反應(yīng)原料以及稀土（Re=Eu3+）為摻雜離子的條件下，通過簡(jiǎn)單的水溶劑熱合成出銅錢狀的釓基無機(jī)物GdF3：Eu3+納米空心環(huán)。利用PXRD、SEM、TEM、EDX等表征方法對(duì)樣品進(jìn)行了詳細(xì)的表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，

4、得到的銅錢狀空心環(huán)是六方晶相系GdF3:Eu3+，其直徑約為500nm。然后討論了時(shí)間對(duì)形貌的影響，以及摻雜不同濃度Eu，探究了其發(fā)光性能，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Eu的摻雜量為15%時(shí)的發(fā)光強(qiáng)度最大。同時(shí)，根據(jù)CIE色度圖，對(duì)比不同濃度下樣品的發(fā)光情況，當(dāng)摻雜Eu3+濃度為1%的發(fā)光為橙紅色，而其它濃度的色度基本重合在一起，其發(fā)光偏向純紅色光。進(jìn)而研究了其磁學(xué)性能，結(jié)果表明GdF3:Eu3+是一種典型的順磁材料。
　　(2) Yb3+-Er3+共

5、摻釓基葡萄干狀GdF3納米棒：合成與上轉(zhuǎn)換發(fā)光研究
　　以Gd3+為中心金屬離子，NaF為反應(yīng)原料以及稀土（Re=Yb3+，Er3+）為摻雜離子，在沒有任何表面活性劑添加作用下，通過簡(jiǎn)單的水溶劑熱合成表面粗糙、粒徑長(zhǎng)度約為400-500nm，寬度100nm的摻雜稀土（RE=Yb3+，Er3+）的釓基上轉(zhuǎn)換葡萄干狀納米棒。利用PXRD、SEM、EDX等表征方法對(duì)樣品進(jìn)行了詳細(xì)的表征。同時(shí)對(duì)比研究了所制備的產(chǎn)物的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能。

6、>　　(3)稀土Eu3+摻雜Y2O3空心微米球的合成及其發(fā)光性能的研究
　　在以Y3+為中心金屬離子，稀土(RE=Eu3+)為摻雜離子，以間苯二甲酸(IPA)作為有機(jī)配體鏈接作用的前提下，采用以DMF溶液作為溶劑的溶劑熱方法成功地制備出了均一形貌、實(shí)心的稀土（Re=Eu3+）摻雜下的釔基配位聚合物微米球，然后將其放在馬弗爐中在空氣氛圍中，用800℃煅燒4h后得到了Y2O3:Eu3+的空心納米球。利用PXRD、SEM、TEM、TG-

7、DTA、FT-IR、EDX等表征方法對(duì)樣品進(jìn)行了詳細(xì)的表征。通過CIE1931色度圖可以看出燃燒前樣品Y-CP:Eu3+的發(fā)光顏色偏向橙紅色，而燃燒后樣品Y2O3:Eu3+接近純紅色。同時(shí)，對(duì)比研究了煅燒前后的發(fā)光性能。發(fā)現(xiàn)煅燒后的發(fā)光性能與煅燒前相比有著顯著增強(qiáng)。
　　(4)以釓基配位聚合物為前驅(qū)體合成GdF3:Eu3+微納米材料及其發(fā)光性能的研究
　　首先以Gd3+為中心金屬離子，稀土(RE=Eu3+)為摻雜離子，以間苯