低維納米發(fā)光材料的化學液相控制合成及其性能研究.pdf

1、本論文主要發(fā)展了水熱合成路線在制備發(fā)光材料方面的應(yīng)用，調(diào)整試驗條件合成了系列的納米硅酸鹽發(fā)光材料和微米Y2O3：Eu3+發(fā)光材料，并研究了合成樣品的形貌和尺寸與其熒光性能之間的關(guān)系。論文主要內(nèi)容歸納如下：1.采用陳化-晶化的兩步水熱合成路線，以便宜易得的Na2SiO3·9H2O作為硅源，在較低反應(yīng)溫度下合成了純六方相結(jié)構(gòu)的Zn2SiO4：Mn發(fā)光材料。該法不需要進一步的退火后處理，而且合成溫度也是已知文獻報道中最低的。適當?shù)年惢瘻囟群烷L

2、的的陳化時間對得到純六方相結(jié)構(gòu)的Zn2SiO4：Mn是必須的。對所合成發(fā)光材料的性能研究表明，Zn2SiO4：Mn熒光粉具有良好的水熱穩(wěn)定性和好的耐堿性，但其耐酸性能則較差。改變試驗條件，制備了不同形貌和晶相的Zn2SiO4：Mn發(fā)光材料。通過簡單的調(diào)控試驗參數(shù)就能夠得到可控的光致發(fā)光性能。從試驗中很容易獲得兩種類型的樣品，一類能夠被表征為α相的Zn2SiO4，其發(fā)射光譜是處于525nm的綠色熒光；另一類能夠被表征為β相的Zn2SiO4

3、，它的發(fā)射光譜是處于575nm的黃色熒光。加入表面活性劑SDS合成的是納米棒，而同樣條件不加SDS得到的則是米粒狀納米顆粒。從發(fā)射光譜得知，合成的Zn2SiO4納米棒較米粒狀納米顆粒有更高的發(fā)射強度，這可以歸因于Zn2SiO4納米棒具有低的表面積和高的結(jié)晶度。相關(guān)的研究結(jié)果分別發(fā)表在JournalofCrystalGrowth和JournalofLuminescence上。 2.合理分析了Eu3+離子作為激活劑的紅色熒光粉的發(fā)光

4、特征，提出了提高紅色熒光粉色純度的方法：就是設(shè)法降低Eu3+離子所占晶格格位的對稱性。利用納米材料的表面效應(yīng)提出了形狀誘導提高納米發(fā)光材料的熒光性能的思路，通過低溫水熱合成路線，首次成功的合成出了純六方相的Sr2MgSi2O7：Eu3+納米管。得到的管狀紅色熒光粉比相應(yīng)的塊體材料具有更短的熒光壽命，進一步研究其激發(fā)光譜發(fā)現(xiàn)納米管有藍移現(xiàn)象，發(fā)射光譜顯示合成的管狀紅色熒光粉比相應(yīng)的塊體材料具有更高的色純度?；谶@些試驗結(jié)果，形狀誘導提高熒

5、光性能被認為是一個簡單有效獲得高色純度紅色熒光粉的方法。相關(guān)的研究發(fā)表在EuropeanJournalofInorganicChemistry上；利用納米材料的表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)，認為納米尺寸的紅色發(fā)光材料應(yīng)該具有更高的色純度和淬滅濃度。我們采用一個普遍適用的低溫水熱合成路線，首次合成出了20nm左右的四方相結(jié)構(gòu)的Sr2ZnSi2O7：Eu3+納米顆粒，試驗結(jié)果表明納米尺寸的熒光粉的確比同樣材料的塊體熒光粉具有更高的色純度和淬滅濃度

6、以及較短的熒光壽命。 3.利用氫氧化釔的自然生長習性，通過簡單調(diào)節(jié)反應(yīng)的動力學條件，采用水熱合成氫氧化釔前驅(qū)物，然后再高溫煅燒的方法，我們成功制備出了不同形貌和尺寸的Y2O3：Eu3+紅色熒光粉。經(jīng)過煅燒后的氧化物熒光粉很好的繼承了其前驅(qū)物的形貌特征。研究樣品的發(fā)射光譜發(fā)現(xiàn)，一維棒狀熒光粉的發(fā)射峰強度總是強于微米尺寸的薄片狀熒光粉的，而且發(fā)射峰的強度也隨著微米棒尺寸的增加而增加。通過合理的分析討論熒光粉形貌和尺寸與其發(fā)光性能之間