硅酸鋅納米發(fā)光材料的溶劑熱合成及光學(xué)性能研究.pdf

1、采用溶劑熱合成制備Zn2SiO4：Mn發(fā)光材料，通過X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、紫外-可見吸收光譜(UV-ViS)、熒光分光光度計(PL)對樣品的晶體結(jié)構(gòu)、形貌、光吸收以及光致發(fā)光性能進行表征。研究不同反應(yīng)時間、熱處理溫度和熱處理氣氛、pH值、硅源以及反應(yīng)介質(zhì)等對Zn2SiO4：Mn樣品的形貌、晶體結(jié)構(gòu)及其光學(xué)性能的影響。
　　本論文主要分為三個部分：
　　第一部分簡單概述了發(fā)

2、光材料的發(fā)光機理和分類，主要介紹了納米發(fā)光材料的制備方法、特性、應(yīng)用和研究現(xiàn)狀。
　　第二部分采用溶劑熱合成技術(shù)制備米粒狀Zn2SiO4：Mn納米顆粒，樣品的尺寸均勻、形狀規(guī)則且分散性較好、顆粒尺寸為250 nm左右，可產(chǎn)生較強的綠色發(fā)光。結(jié)果表明，合成Zn2SiO4過程中先生成中間產(chǎn)物Zn4Si2O7(OH)2·H2O，隨著反應(yīng)時間延長逐步轉(zhuǎn)化為Zn2SiO4，樣品的發(fā)光強度也隨之增強；經(jīng)過不同溫度和氣氛中熱處理后，發(fā)現(xiàn)在200

3、～400℃空氣中熱處理發(fā)光強度隨溫度升高而增強，而在500℃或更高溫度下造成樣品Zn2SiO4：Mn晶格中Mn2+被氧化，沒有觀察到發(fā)光峰；在600～700℃氫氣保護中熱處理后，發(fā)光強度也隨溫度升高增加且未出現(xiàn)發(fā)光強度下降。
　　第三部分采用溶劑熱合成技術(shù)合成了棒狀Zn2SiO4：Mn。以非晶SiO2作硅源制備Zn2SiO4時研究了不同pH值對產(chǎn)物形貌、性能的影響，研究表明當pH=7和pH=9時均能生成Zn2SiO4單相，形貌納米

4、呈線狀結(jié)構(gòu)，當pH=11時只存在中間產(chǎn)物Zn4Si2O7(OH)2·H2O，而未能獲得Zn2SiO4結(jié)構(gòu)，當pH=9時樣品具有最高的發(fā)光強度；
　　對比研究了不同晶態(tài)SiO2作硅源在水溶液中制備Zn2SiO4材料，研究表明晶態(tài)SiO2的樣品顆粒呈長棒狀，直徑約800 nm，平均長度為5～8μm左右，電子衍射花樣顯示呈單晶結(jié)構(gòu)，以非晶SiO2的樣品呈短棒狀，直徑在100 nm左右，顆粒平均長約500 nm，電子衍射花樣顯示呈多晶結(jié)構(gòu)