介孔復(fù)合發(fā)光材料制備及影響發(fā)光強(qiáng)度的因素研究.pdf

1、介孔材料MCM-41 具有排列有序的納米孔道、大的比表面積、良好的化學(xué)穩(wěn)定性，被廣泛的用作各種客體的載體。MCM-41 負(fù)載發(fā)光物質(zhì)所得的復(fù)合發(fā)光材料具有發(fā)光強(qiáng)度大、顆粒分布均勻、節(jié)約原料的優(yōu)點，正得到越來越多的研究。
　　 本論文通過微波輔助法合成六種孔徑的MCM-41 介孔材料，孔徑范圍(2.73～6.56 nm)。通過溶膠—凝膠組裝過程將EuPO4:Zn 分散到MCM-41 表面上和孔道中，制備成以MCM-41 為基質(zhì)的復(fù)

2、合發(fā)光材料EuPO4:Zn@MCM-41 粉末。通過粉末X射線衍射(XRD)、傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)、氮吸附、掃描電鏡(SEM)、高分辨透射電鏡(HRTEM)對該材料的物化性質(zhì)進(jìn)行表征。并探究了原料配比(Eu(NO3)3·6H2O、Zn(NO3)2·6H2O的加入量)和反應(yīng)條件(煅燒的溫度、時間)、孔徑大小對EuPO4:Zn@MCM-41發(fā)光強(qiáng)度的影響，并研究其影響機(jī)理。
　　 熒光分析發(fā)現(xiàn)，單獨的EuPO4:Zn基本

3、不發(fā)射熒光，而EuPO4:Zn@MCM-41材料具有藍(lán)光段和紅光段的熒光發(fā)射，主要發(fā)光帶以468nm和593nm 為中心。
　　 593nm處的發(fā)射歸因于Eu3+的4f組內(nèi)5D0? 7F1 躍遷，即Eu3+中心離子所在晶格格位對稱性決定的磁偶極躍遷。研究表明以MCM-41 為載體，能夠大大的降低顆粒的團(tuán)聚程度，并能有效的分散EuPO4:Zn 顆粒，促使EuPO4:Zn 晶體中Eu3+的熒光充分發(fā)射；同時MCM-41的納米孔道使E

4、u3+的發(fā)光中心分離，降低了Eu3+之間電子云之間的重疊，大大減小了熒光的簇滅。
　　 復(fù)合發(fā)光材料EuPO4:Zn@MCM-41 中的Eu3+的發(fā)光強(qiáng)度與復(fù)合材料的制備條件和MCM-41材料的孔徑大小密切相關(guān)。Eu(NO3)3·6H2O、Zn(NO3)2·6H2O的加入量分別為0.002mol、0.0001mol 時，材料具有優(yōu)異的熒光發(fā)射。此時在復(fù)合材料中作為發(fā)光中心Eu3+和作為光子陷阱的Zn2+所占比例分別為9.44％和

5、0.37％，恰好能和復(fù)合材料中的PO43-(9.80％)按1:1的比例配位。在800℃下煅燒5h 可以獲得良好的晶體結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的發(fā)光強(qiáng)度。復(fù)合材料的基質(zhì)材料MCM-41的孔徑與發(fā)光強(qiáng)度表現(xiàn)出明顯的依附性，當(dāng)MCM-41 孔徑足夠小時(d≤3.1125nm)，復(fù)合發(fā)光材料的發(fā)光強(qiáng)度隨著基質(zhì)材料MCM-41 孔徑的增大而增強(qiáng)；當(dāng)d>3.1125nm 時，EuPO4:
　　 Zn@MCM-41的發(fā)光強(qiáng)度隨著孔徑增大而減弱。EuPO4: