三種稀土鈧化合物的制備及發(fā)光性能研究.pdf

1、由于具有不同物相、形貌和尺寸的微/納米材料在催化、發(fā)光、生物標(biāo)記等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，因而可控地合成這些微/納米材料引起了人們極大的興趣。在這些材料中，氟化物材料具有聲子能量較低和透明度較高的特點(diǎn)，因而降低了材料的非輻射弛豫過程。與氧化物和硫化物材料比起來，氟化物材料在光學(xué)應(yīng)用方面更有優(yōu)勢(shì)。此外，磷酸鹽材料也有自己的優(yōu)良特性，比如水溶性較低、化學(xué)/熱穩(wěn)定性較高和折射系數(shù)高等。磷酸鹽材料的三維晶格體系比較穩(wěn)固，是一種用于電荷補(bǔ)償?shù)耐昝啦牧稀＿@

2、些特性使得氟化物材料和磷酸鹽材料在上/下轉(zhuǎn)換發(fā)光、磁性、激光和生物標(biāo)記方面有廣泛的應(yīng)用?？墒?，以鈧元素為基礎(chǔ)的氟化物材料或者磷酸鹽材料被人們忽略了。眾所周知，鈧元素在所有的稀土元素中，原子半徑最小且具有獨(dú)特的電子構(gòu)型，這些特性導(dǎo)致了鈧氟化物和磷酸鈧的光學(xué)特性不同于以釔元素或其它鑭系元素為基礎(chǔ)的材料。鑭系離子摻雜被認(rèn)為是一種有效地控制微/納米材料生長(zhǎng)過程的策略，可以改變材料的物相、形貌、尺寸和物理化學(xué)性質(zhì)。水熱或者溶劑熱合成法是一種簡(jiǎn)單的

3、制備磷酸鹽和氟化物材料的方法，本論文的主要研究工作如下：
　?。?）通過一步簡(jiǎn)單的溶劑熱法（溶劑是乙二醇）成功地制備了單分散的ScF3和NaScF4微/納米晶樣品；在我們的實(shí)驗(yàn)中，我們改變了反應(yīng)時(shí)間、表面添加劑、Na/F/(Sc+Ln)的摩爾比、H2O/EG的體積比和鑭系離子摻雜來控制樣品的合成；在制備的樣品中，分別摻雜1%Ln3+(Ln=La-Lu,除了Pm)或者摻雜不同濃度的Lu3+(1%~60%)展示出不同的物相、形貌和尺寸

4、；這些具有不同形貌樣品可能的生長(zhǎng)機(jī)制被提出：摻雜不同種類的 Ln3+和不同濃度的 Lu3+會(huì)產(chǎn)生不同的 F-擴(kuò)散速率，晶面的化學(xué)勢(shì)隨著晶面的F-數(shù)目的變化而改變，不同晶面對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)速率發(fā)生改變，導(dǎo)致晶體產(chǎn)生豐富的形貌；此外，ScF3:5%Eu3+, NaScF4:1%Ln3+(Ln=Ce, Er, Sm)和ScF3:30%Yb3+/1%Er3+展示出獨(dú)特的上/下轉(zhuǎn)換發(fā)光特性，因而使得這些樣品在發(fā)光和顯示領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。
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5、）通過一步簡(jiǎn)單的、無添加劑的水熱法合成了 ScPO4·2H2O和ScPO4·2H2O:Ln3+(Ln=Ce, Eu, Tb, Lu)材料；pH值、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、添加劑和稀土離子摻雜對(duì)產(chǎn)品的形貌具有重要的影響；特別是，稀土離子摻雜對(duì)ScPO4·2H2O:Ln3+樣品的物相沒有影響，但是卻對(duì)ScPO4·2H2O:Ln3+形貌產(chǎn)生了影響，形貌從六方片轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒚灼⑺慕切?、菱形和蝴蝶狀；ScPO4·2H2O:Ln3+(Ln=Ce, Tb)