稀土磷酸鹽納米材料的可控合成與發(fā)光性能研究.pdf

1、近年來，基于稀土元素獨特的4f電子層結(jié)構(gòu)，稀土無機化合物成為了應(yīng)用廣泛的功能材料，稀土磷酸鹽材料是其中重要的一族，具有較好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，在熒光、激光、生物標(biāo)記等方面都有很廣泛的應(yīng)用。材料性質(zhì)很大程度上會受到晶相、形貌及尺寸等影響，因此實現(xiàn)微/納米晶體晶相、形貌及尺寸等方面的可控合成已成為了新的研究熱點。由納米粒子自組裝而成的三維(3D)有序微/納米結(jié)構(gòu)，具有比一維結(jié)構(gòu)更獨特的光、磁、催化性質(zhì)，因此得到了廣泛關(guān)注。水熱/溶劑熱法

2、反應(yīng)條件溫和，是一種操作簡單、易于控制的合成方法。本論文采用簡單的水熱/溶劑熱法制備了GdPO4和LuPO4三維有序微/納米材料，并對反應(yīng)產(chǎn)物的相結(jié)構(gòu)、形貌、尺寸、反應(yīng)機理和發(fā)光性質(zhì)等進(jìn)行了詳細(xì)研究。本論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　1.采用溶劑熱法成功制備了GdPO4微/納米材料，具有多種晶相和形貌結(jié)構(gòu)，如單斜相微米球、納米片、納米顆粒以及六方相納米線、納米棒結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)研究了溶劑熱條件及有機添加劑檸檬酸鈉對產(chǎn)物晶相、形貌、尺寸、結(jié)

3、晶度等的影響。不同磷源反應(yīng)體系中，pH值對產(chǎn)物的相關(guān)性能影響情況不同。為了探索檸檬酸鈉對合成的影響，進(jìn)行了一系列改變檸檬酸鈉添加量的平行實驗，發(fā)現(xiàn)合適摩爾量檸檬酸鈉的添加，有利于規(guī)則微米球的生成，并主要分析了不同pH值以及檸檬酸鈉條件下，具有多變晶相、形貌樣品可能的形成機理。對不同水/無水乙醇體系中得到的產(chǎn)物進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)體積比例改變會影響樣品的形貌和尺寸。進(jìn)一步研究了兩種具有不同晶體結(jié)構(gòu)和形貌的GdPO4:Eu3+樣品的發(fā)光性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)

4、不僅電荷轉(zhuǎn)移帶的位置發(fā)生了改變，并且單斜相 GdPO4:Eu3+的發(fā)光強度要比六方相 GdPO4·H2O:Eu3+的發(fā)光強度強，說明材料的發(fā)光性質(zhì)與晶體結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸等有很強的關(guān)聯(lián)。
　　2.采用經(jīng)過修改的自犧牲模板法合成了四方相 LuPO4空心球結(jié)構(gòu)，通過對不同乙二醇/水體積比例下得到的Lu(OH)CO3前驅(qū)物球體和LuPO4空心球進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)隨著乙二醇體積的增加，Lu(OH)CO3前驅(qū)物球體和 LuPO4空心球尺寸逐漸減小