基于稀土氧化物温敏荧光复合材料的制备与性能研究

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稀土氧化物具有优异的性能和广阔的应用前景,其开发研究引起了人们的广泛关注,已经被广泛的应用于激光材料,荧光粉,催化剂等。稀土氧化物的能级跃迁轨道较多,作为荧光物质,具有很强的荧光。本课题围绕稀土氧化物的荧光特性,选用不同的可以使稀土氧化物荧光发生猝灭的物质与稀土氧化物进行复合,制备了不同的复合材料。然后将复合材料从低温开始煅烧,在煅烧的过程当中,复合材料的荧光强度会随着温度的升高而增强,在某一温度范围内,复合材料的荧光强度对温度发生了响应,可以作为温敏材料来传感温度。另外,为了对稀土氧化物进行有效地微观形貌控制,我们在选取荧光猝灭剂的时候,有目的性的选用了较好可去除的、具有一维纳米结构的物质,以它们作为模板,通过使用表面活性剂和交联剂,使稀土氧化物包覆在这些模板的表面,然后通过高温煅烧,去除掉模板,从而来得到具有一维纳米结构的稀土氧化物。本论文分为三个部分:1.我们以碳纳米管作为模板,用一种简单的溶剂热法合成了棒状的La2O3:Eu3+纳米晶。复合材料的质量损失和热稳定性通过热重曲线进行了表征。XRD图显示出样品高度结晶,没有其他相。用扫描电镜和透射电镜对样品的微观形貌进行了表征。荧光特性通过荧光光谱仪进行了分析。此外,CNTs/La2O3:Eu3+复合材料在不同温度下煅烧时,我们发现,随着煅烧温度的升高,该复合材料的荧光性能逐渐增强,表现出了明显的温敏特性。我们在实验中发现碳纳米管有较强的荧光猝灭效应,我们正是利用了它的这种性质,制备了温敏荧光复合材料。该复合材料具有可以用于高温预警、温敏传感器、显示器等的潜在应用价值。2.我们利用聚吡咯的荧光猝灭效应,将其和稀土氧化铕进行复合,制得了聚吡咯/氧化铕温敏荧光复合材料。复合材料的荧光强度随温度的升高而增强,对温度表现出一定的响应值,表明该材料具有一定的温敏特性,可以作为温敏材料来使用。我们通过热重测试对复合材料的质量损失和热稳定性进行了表征。另外,为了和前一章相一致,我们在制备聚吡咯的时候有目的性的将其制备成纳米线,然后以它作为模板,来制备棒状的氧化铕,用扫描电镜对其微观形貌进行了表征。这可以说是找到了另外一种新的模板,用于模板法制备纳米结构的稀土氧化物。3.在本章实验中,我们同样利用聚苯胺的荧光猝灭效应,将其和稀土氧化铕进行复合,制得了聚苯胺/氧化铕温敏荧光复合材料。复合材料的荧光强度对温度同样表现出一定的响应值,表明该材料具有一定的温敏特性,可以作为温敏材料来使用。我们通过热重测试对复合材料的质量损失和热稳定性进行了表征。在这里,我们以聚苯胺作为模板,来制备棒状的氧化铕,用扫描电镜对其微观形貌进行了表征。
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