稀土發(fā)光材料的液相法合成方法研究.pdf

1、稀土發(fā)光材料所具有的特殊光學(xué)性質(zhì)使其在各種應(yīng)用領(lǐng)域中均具有良好的應(yīng)用前景。在現(xiàn)代材料科學(xué)研究中，材料的微觀尺寸、形貌及結(jié)構(gòu)對(duì)材料的相關(guān)物理性質(zhì)具有很大的影響。在一些特殊領(lǐng)域中，如特種顯像、生物標(biāo)記、藥物緩釋等，也對(duì)材料的微觀性質(zhì)提出了新的要求?；谝陨峡紤]，本論文重點(diǎn)研究了稀土發(fā)光材料的晶體可控合成。在深入討論各反應(yīng)體系下晶體的形成過(guò)程后，分別給出了相應(yīng)的晶體生長(zhǎng)機(jī)理。
　　論文還在稀土發(fā)光材料的熒光性能方面進(jìn)行了細(xì)致的研究。通過(guò)

2、在不同基質(zhì)材料中摻雜各種稀土離子，獲得了具有良好熒光性能的發(fā)光材料。同時(shí)，經(jīng)過(guò)調(diào)整摻雜離子的種類和濃度，實(shí)現(xiàn)了發(fā)光材料的熒光顏色調(diào)變以及強(qiáng)度增強(qiáng)。通過(guò)具體研究材料上轉(zhuǎn)換及下轉(zhuǎn)換發(fā)光過(guò)程，為熒光性質(zhì)的調(diào)變找到了理論依據(jù)。
　　論文首先考察了無(wú)表面活性劑輔助下，溶劑熱法所制備稀土發(fā)光材料的微觀性質(zhì)。在多元醇溶劑熱體系中，制備了NaLuF4微米晶體。通過(guò)XRD、SEM、TEM、EDS等表征手段對(duì)樣品的微觀形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)致的考察。通過(guò)

3、改變?nèi)芤旱慕M成實(shí)現(xiàn)了對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)的可控合成。通過(guò)Eu3+、Ce3+、Tb3+幾種離子的摻雜，獲得了具有較好發(fā)光性質(zhì)的下轉(zhuǎn)換發(fā)光材料。在此基礎(chǔ)上，在另一種無(wú)表面活性劑溶劑熱體系中，合成了具有更小粒徑的YF3納米顆粒。其微觀形貌和尺寸也可以通過(guò)改變正辛醇在溶劑中的比例來(lái)控制。通過(guò)Yb3+、Er3+、Tm3+、Ho3+幾種稀土離子的摻雜，獲得了明亮的上轉(zhuǎn)換熒光發(fā)射。并且利用多種激活劑共摻雜的方法，實(shí)現(xiàn)了上轉(zhuǎn)換發(fā)光顏色的有序可調(diào)。
　　在

4、表面活性劑輔助水熱/溶劑熱體系中，通過(guò)非離子表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和陰離子表面活性劑乙二胺四乙酸二鈉(Na2EDTA)的控制作用，分別制備出了兩種稀土釩酸鹽晶體材料(YVO4和LaVO4)。通過(guò)改變各種制備條件，實(shí)現(xiàn)了兩種晶體形貌和結(jié)構(gòu)的可控合成。還可以達(dá)到晶體不同維度(一維或者三維結(jié)構(gòu))之間的互相轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)地討論了晶體的形成過(guò)程并給出了相應(yīng)的晶體生長(zhǎng)機(jī)理。通過(guò)幾種下轉(zhuǎn)換稀土離子的摻雜，獲得了強(qiáng)度很大的熒光發(fā)射。
　　

5、在兩種陰離子表面活性劑檸檬酸鈉和Na2EDTA的輔助作用下，在水熱體系下實(shí)現(xiàn)了兩種稀土 Gd元素氟化物(NaGdF4和BaGdF5)材料的自組裝生長(zhǎng)過(guò)程。通過(guò)各種表征手段，研究了兩種材料微觀結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程。分別用定向連接機(jī)理和奧斯特瓦爾德熟化機(jī)理對(duì)兩種自組裝結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程進(jìn)行了解釋，并給出了相應(yīng)的形成機(jī)理。兩種樣品均為理想的上轉(zhuǎn)換發(fā)光基質(zhì)材料，在稀土離子的摻雜下，具有強(qiáng)度高且顏色可調(diào)的熒光性能。
　　通過(guò)共沉淀法，在常溫條件下合成

6、了六方相NaGdF4微米顆粒。在使用不同表面活性劑輔助合成時(shí)，晶體的微觀形貌和結(jié)構(gòu)均會(huì)發(fā)生十分明顯的改變。這些微觀性能的改變，也使得其上轉(zhuǎn)換發(fā)光性質(zhì)發(fā)生變化。在細(xì)致地考察了各種樣品的表面性質(zhì)及相關(guān)性能后，給出了可能的樣品發(fā)光性能差異的原因。
　　設(shè)計(jì)了一種連續(xù)多步驟的模板法，制備出具有空殼結(jié)構(gòu)的La2O3微米小球。這種方法包括前期合成碳微米小球的水熱過(guò)程、利用尿素共沉淀法對(duì)碳微米小球進(jìn)行的包覆過(guò)程和去模板以及分解 La前驅(qū)體的煅燒