一维Y<,2>O<,3>:Eu纳米材料合成及其发光性能的研究

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一维纳米材料因其重要的理论意义和潜在的广泛应用前景而成为物理、化学、材料等诸多学科领域的研究前沿。目前,发展制备一维纳米材料的新方法,开拓新的体系是一个十分重要的研究课题。本文在综述一维纳米材料的特性、合成方法、应用与发展现状的基础上,提出了分别采用水热法和溶剂热法合成一维纳米结构的氧化钇前驱体Y4O(OH)9(NO3),进而制备并研究Y2O3:Eu一维纳米结构的发光性能的研究方案。 论文应用DTA-TG、XRD、SEM、EDS、TEM、FT-IR和荧光光谱等测试手段表征了不同的模板、pH值、反应温度、反应时间等工艺参数对产物形貌、大小、结构与发光性能的影响。论文可分为两部分: (1) 分别采用水热法和溶剂热法,在适宜的工艺条件下合成了一维纳米结构的Y4O(OH)9(NO3)粉体,并对其合成机制进行了分析。结果表明,在特定工艺条件下,pH值和晶体结构是决定一维纳米结构Y4O(OH)9(NO3)形貌的主要因素;模板和溶剂对一维纳米结构的形貌发育有一定的影响,如模板和溶剂的选择会对形貌、粒径产生影响,甚至会破坏形成的一维纳米结构。研究发现,pH为7时可获得微米尺寸的三棱柱结构;当pH大于等于8时,则得到截面为尖圆形的纳米棒束结构;随pH值的进一步增大,纳米棒束尺寸减小。此外发现,反应温度过高或过低都不利于一维纳米结构的形成。合适的水热处理温度为180℃;在此温度下,纳米棒束的结构较稳定:随反应时间增加纳米棒束的结构没有明显变化,只是尺寸略有增加。 (2) 在前述研究基础上先合成一维纳米结构的氧化钇掺铕的前驱体,再经热处理工艺得到一维纳米结构的Y2O3:Eu粉体。结果表明,500℃热处理即可获得纯相、结晶性良好的Y2O3:Eu纳米粉体;并且随热处理温度的提高,最终产物的发光强度增强:在1000℃高温热处理后仍可获得具有良好分散性能的Y2O3:Eu纳米粉体。此外发现,不同的pH值条件制备的不同纳米前驱体形貌对发光性能有较大影响:pH值7时制备的微米级三棱柱的发光强度较高,提高pH值后制备的纳米棒束发光强度明显降低。
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