Eu3+掺杂YVO4、LaF3和NaYF4发光材料的制备及其宽谱激发和发光性能的研究

来源 :南昌大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:songyong
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稀土掺杂和碱土掺杂的YVO4纳米材料化学性质稳定、性能优异,已成为发光材料的研究热点之一。稀土掺杂YVO4、La F3、Na YF4纳米晶体制备方法简单、形貌规整可控,物理化学性质稳定、热稳定性好,是一种良好的发光材料。但稀土掺杂的YVO4、La F3与Na YF4激发光谱范围较窄,难以满足发光材料对性能的要求。因此,研究YVO4、La F3与Na YF4基体材料的制备、宽谱激发和发光性能具有重要的研究意义。本论文以稀土离子和碱土离子Eu3+、Ba2+、Bi3+掺杂和苯甲酸(BA)、2-噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)有机杂化的YVO4、La F3、α-Na YF4发光材料为研究对象,采用溶胶凝胶法制备YVO4:Eu3+,Ba2+,Bi3+粉体和薄膜,采用溶剂热/水热法、离子交换法制备YVO4:Eu3+/La F3:Eu3+/α-Na YF4:Eu3+-BA/TTA/BA+TTA纳米晶体。将各种发光材料添加在甲基丙烯酸甲酯(MMA)中制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料。采用XRD、SEM、TEM、EDS、FTIR、PL、UV对样品的晶体结构、微观形貌、晶体尺寸、透过率、发光性能等进行分析和表征。主要研究内容和结果如下。采用溶胶凝胶法制备YVO4:Eu3+,Ba2+,Bi3+粉体和薄膜,探讨退火温度及三元掺杂浓度、薄膜厚度对发光性能的影响。结果表明,Ba2+掺杂能够增强发光强度、Bi3+掺杂能够拓宽激发宽度,YVO4:5%Eu3+,5%Ba2+,0.5%Bi3+在1100℃退火处理后的宽谱激发效果尤为明显,激发宽度是YVO4:5%Eu3+的1.39倍,发光强度是YVO4:5%Eu3+的1.97倍;3层膜厚YVO4:5%Eu3+,5%Ba2+,0.5%Bi3+的发光强度最大,是1层、5层的2.52倍、3.02倍。采用水热法、离子交换法制备YVO4:Eu3+,并采用有机配体BA/TTA/BA+TTA对YVO4:Eu3+进行杂化,探讨Eu3+浓度、有机配体对发光性能的影响。结果表明,YVO4:15%Eu3+-BA/TTA/BA+TTA的激发宽度和发光强度均有显著提升,YVO4:15%Eu3+-TTA宽谱激发效果尤为明显,能够覆盖整个紫外区域,激发宽度是YVO4:15%Eu3+的1.55倍,发光强度是YVO4:15%Eu3+的2.21倍。采用水热法制备La F3:Eu3+纳米晶体,并采用有机配体BA/TTA/BA+TTA对La F3:Eu3+进行杂化,探讨Eu3+浓度、有机配体对发光性能的影响。结果表明,La F3:5%Eu3+-BA/TTA/BA+TTA的激发宽度和发光强度均有显著提升,La F3:5%Eu3+-BA+TTA宽谱激发效果尤为明显,能够覆盖整个紫外区域,激发宽度是La F3:5%Eu3+的13.91倍;La F3:5%Eu3+-BA发光强度是La F3:5%Eu3+的1.52倍。采用溶剂热法、离子交换法制备α-Na YF4:Eu3+纳米晶体,并采用有机配体BA/TTA/BA+TTA对α-Na YF4:Eu3+进行杂化,探讨Eu3+浓度、有机配体对发光性能的影响。结果表明,α-Na YF415%Eu3+-TTA/BA+TTA的激发宽度和发光强度均有显著提升,激发宽度分别是α-Na YF4:15%Eu3+的1.30倍、1.20倍,发光强度分别是α-Na YF4:15%Eu3+的4.55倍、5.13倍。各类发光材料都能在MMA中均匀分散开来,制备出的PMMA复合材料在紫外光区域表现出强烈的吸收性能。结果表明,PMMA-La F3:5%Eu3+/α-Na YF4:15%Eu3+在240~300nm之间的透过率均不足10%,PMMA-La F3:55%Eu3+/α-Na YF4:15%Eu3+在可见光区域的透过率均高于60%,为拓宽复合材料的应用范围提供了参考。
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