幾種典型稀土納米發(fā)光材料在溫和條件下的合成及其發(fā)光性質(zhì).pdf

1、稀土元素由于具有豐富的4f能級因而在受到紫外光激發(fā)的時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)良的光學(xué)性能。納米發(fā)光材料由于本身具有尺寸小、分散性能良好以及獨(dú)特的發(fā)光性質(zhì)而引起廣泛關(guān)注。本文的研究工作初步探討了稀土釩酸鹽、稀土氟化物、稀土鉬酸鹽三種典型稀土發(fā)光納米材料在溫和條件下的制備方法及其發(fā)光性能。同時(shí),研究了不同的實(shí)驗(yàn)條件對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、形貌以及發(fā)光性能的影響。
　　 首先采用水熱合成技術(shù)制備了稀土釩酸鹽,并通過改變滴加方式制備出不同尺寸稀土釩酸鹽納米發(fā)光材

2、料。當(dāng)采用反加的方式得到材料的尺寸在250 nm左右,但是采用順加的方式得到的材料尺寸在35 nm左右。這兩種不同尺寸的納米紅光材料的光譜不同,當(dāng)發(fā)光材料的尺寸減少時(shí)導(dǎo)致了7F2能級的劈裂。在反加所得到的納米釩酸鹽材料中Y和Gd共摻增強(qiáng)了納米材料的發(fā)光強(qiáng)度,最佳組成為:Y0.2Gd0.8VO4:Eu3+；實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)Eu3+的猝滅濃度為13％；在順加得到的YVO4基質(zhì)中分別摻雜Dy3+、Er3+、Sm3+納米材料均獲得很好的特征發(fā)射光譜。最

3、后探討了混合固體直接水熱法制備納米稀土釩酸鹽的可能性。
　　 其次采用了多醇法制備了具有核/殼結(jié)構(gòu)的CeF3:Tb3+/SiO2納米發(fā)光材料。通過XRD和TEM手段分析了CeF3:Tb3+/SiO2納米發(fā)光材料的結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)包覆的SiO2呈非晶態(tài)結(jié)構(gòu),CeF3:Tb3+/SiO2的粒徑在14 nm左右,且通過謝樂公式可以推斷出包覆的SiO2膜厚度為2 nm左右。實(shí)驗(yàn)也通過了紅外光譜、電子能譜手段證實(shí)SiO2膜的存在。包覆SiO2膜

4、對CeF3:Tb3+納米顆粒的發(fā)光強(qiáng)度具有有利的影響。本論文采用N,N-二甲基乙酰胺代替部分一縮二乙二醇,以混合溶劑實(shí)現(xiàn)在120℃下均相沉淀過程。通過對溶劑比例的控制以及產(chǎn)物紅外光譜的研究,發(fā)現(xiàn)均相沉淀過程與DMF與稀土離子之間配位作用具有很密切的關(guān)系。通過表面活性劑的調(diào)控,得到不同形貌的納米顆粒,特別是在油酸存在的條件下得到了具有單分散的綠色納米熒光粉。同時(shí)也采用這一方法在制備摻雜活性稀土離子的氟化鑭納米材料,證實(shí)了這一方法在制備稀土

5、氟化物納米材料的普適性。
　　 最后本文采用室溫固相法制備了NaLa(MoO4)2:RE3+(RE= Eu,Tb)發(fā)光材料,制備的材料粒徑在20 nm左右,并具有很好的熒光性能。也研究了NaGd(MoO4)2:Eu3+發(fā)光材料在制備過程中晶化規(guī)律:在室溫固相反應(yīng)結(jié)束后,產(chǎn)品呈現(xiàn)非晶態(tài)的中間物,在水熱的作用下迅速晶化,其晶粒的形貌也有從不規(guī)則到紡錘形到立方形的變化趨勢。同時(shí)采用了同樣的方法制備了NaY(MoO4)2:Eu3+和Na