稀土離子摻雜YVO4納米發(fā)光材料的制備及性能研究.pdf

1、稀土離子摻雜YVO4納米發(fā)光材料具有良好的物理、化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的發(fā)光性能，不易潮解，且對(duì)紫外光具有高效的吸收，因而受到人們的廣泛關(guān)注，其應(yīng)用也越來越廣。因此，研究稀土離子摻雜YVO4納米發(fā)光材料的制備及發(fā)光性能具有重要意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以稀土離子摻雜的YVO4納米發(fā)光材料為研究對(duì)象，摻雜的稀土主要有Eu3+離子，Tm3+離子和Dy3+離子。本文采用一種新的方法–離子交換法制備稀土離子摻雜YVO4納米發(fā)光材料。離子交換法制

2、備工藝簡(jiǎn)單，且在制備出的納米發(fā)光材料中，摻雜的稀土離子大部分吸附在YVO4納米晶體的表面，表面的稀土離子更容易與有機(jī)物配體配位，因此，離子交換法在實(shí)現(xiàn)無機(jī)–有機(jī)材料雜化方面有其明顯的優(yōu)勢(shì)。本文采用X射線衍射(XRD)，光致發(fā)光(PL)譜，透射電子顯微鏡(TEM)，紫外-可見(UV-Vis)吸收光譜，傅里葉變換紅外(FTIR)光譜和紫外分析儀等表征手段對(duì)稀土離子摻雜YVO4納米發(fā)光材料的晶體結(jié)構(gòu)，微觀形貌與顆粒尺寸，化學(xué)性質(zhì)，發(fā)光性能進(jìn)行

3、分析。論文包括如下部分。
　　采用溶劑熱法合成YVO4納米晶粒，通過離子交換法制備了YVO4:Eu3+納米晶，然后引進(jìn)2-噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)配體形成YVO4:Eu3+–TTA無機(jī)–有機(jī)雜化納米材料，TTA對(duì)YVO4:Eu3+具有很強(qiáng)的敏化效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TTA敏化后的YVO4:Eu3+–TTA雜化納米晶體的發(fā)光強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，YVO4:Eu3+–0.1mmol TTA雜化納米晶體的發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)，其發(fā)光強(qiáng)度大約是YVO4:

4、Eu3+納米晶體發(fā)光強(qiáng)度的14倍。
　　采用溶劑熱法合成YVO4:Eu3+納米晶粒并進(jìn)行退火，以這些納米晶粒為核芯采用溶劑熱法在其表面生長(zhǎng)一層新YVO4殼，然后通過離子交換工藝將Eu3+離子摻入到該YVO4殼中形成YVO4:Eu3+@YVO4:Eu3+核–殼納米結(jié)構(gòu)晶體。引進(jìn)TTA配體形成YVO4:Eu3+@YVO4:Eu3+–TTA無機(jī)–有機(jī)雜化納米材料，TTA對(duì)殼層YVO4:Eu3+產(chǎn)生很強(qiáng)的敏化效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種具有核

5、–殼納米結(jié)構(gòu)的YVO4:Eu3+@YVO4:Eu3+–TTA無機(jī)–有機(jī)雜化納米材料不僅具有很強(qiáng)的發(fā)光強(qiáng)度，而且具有更寬的激發(fā)譜。其寬激發(fā)譜使YVO4:Eu3+@YVO4:Eu3+–TTA能夠吸收更多光能，從而提高其發(fā)光效率。
　　離子交換法制備出的YVO4:Eu3+納米晶體具有明顯的紅光發(fā)射，YVO4:Tm3+納米晶體具有明顯的藍(lán)光發(fā)射，YVO4:Dy3+納米晶體具有明顯的綠光發(fā)射。通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)化Eu3+離子，Tm3+離子和Dy3+

6、離子濃度的最佳配比，成功制備出了具有白光發(fā)射的YVO4:Eu3+:Tm3+:Dy3+納米晶體，為稀土離子摻雜YVO4納米材料在照明技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了前期研究基礎(chǔ)。
　　聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)具有優(yōu)良的光學(xué)透明性和良好的抗沖擊性，因而是目前最優(yōu)良的高分子透明材料。然而，PMMA也有其缺點(diǎn)，其最大的缺點(diǎn)是不能過濾紫外光。本文采用離子交換法合成YVO4:Ln3+(Ln3+=Eu3+，Tm3+，Dy3+)納米晶體，再基于甲基丙烯酸