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本文在综述稀土掺杂发光材料,特别是以稀土掺杂液体激光材料的研究进展基础上,以研制可用于新型液体激光输出的材料为目标,研究了稀土掺杂氟化物有机无机杂化材料的制备和光学特性;设计、合成了一系列稀土掺杂有机配合物,研究了其发光特性,探索了不同配体对于配合物光学性能的影响规律;设计合成了一批稀土掺杂纳米液体激光材料,探索了利用一步法完成纳米材料的制备和修饰的新途径,寻找了影响纳米粒子光学性能的关键因素,揭示了纳米粒子的形成机理和影响其形貌尺寸的规律。(1)采用用声子振动能量相对较低的C-F键替代有机基团的C-H键以提高材料的光学特性,开发了一系列新型有机-无机杂化全氟羧酸钕三元配合物发光材料,并通过红外光谱、元素分析、X-射线单晶衍射、热分析和荧光光谱对成份组成、分子结构特性、稳定性和光学特性进行了表征。并用Judd-Ofelt理论结合紫外可见近红外吸收光谱计算了材料的激光特性,并对结果进行了评估。研究发现,全氟羧酸钕的三元配合物都具有很好的耐热性和稳定性,分解温度都在250℃以上,最大失重温度在320℃以上。随着第二配体由2,2’-联吡啶向4,4-二甲基-2,2-联吡啶和1,10-邻菲咯啉的变化中,表现出分解温度逐渐增高的趋势。配合物具有高的受激发射截面,其中Nd(CF3COO)3·Dipy液体激光材料的受激发射截面为3.63×10-20cm2,可以和文献报道的无机激光材料相媲美,说明它们具有很好的激光性能。(2)设计、合成了一系列以全氟羧酸为第一配体,吡啶基和苯酮基化合物为第二配体的含铕三元配合物。在对配合物进行X-射线单晶衍射分析时,发现在Eu(CF3COO)3·Phen的单晶结构中共生了两种配位数和几何构型完全不同结构。在同一种化合物中铕离子含有两种不同配位环境,决定了该配合物具有双指数衰减特性的荧光寿命。在对配合物进行热分析时,发现配合物都具有很好的耐热性和稳定性,分解温度都在250℃以上,不含结晶或配位水,最大失重温度在310℃以上。在对配合物进行荧光光谱分析时,发现在配体中引入具有大π键和刚性空间位阻的芳香环,可以起到很好的“天线效应”,同时利用位阻效应保护铕离子的配位环境,用于提高铕离子的发光性能;发现配体的三线态能量和铕离子能级间的能量传递匹配的情况下,配合物的发光强度随着配合物三线态的增高而增强;并发现调控配体中芳香环π-π共轭体系的大小,可以对发光材料的激发波长和强度进行有效的调制。激光材料的强度参数和受激发射截面等可以通过Judd-ofelt理论获得,并对其相应的光学性质进行了详细分析。(3)通过高温裂解法和水热溶剂热法,实现了纳米材料的合成和有机修饰的一步完成,减少纳米粒子表面羟基的数量,有效的提高纳米材料的荧光强度和寿命。研究了不同掺杂浓度的纳米粒子的荧光强度和荧光寿命的变化规律,总结了不同纳米材料的猝灭浓度范围。研究了不同表面修饰剂对纳米材料的尺寸、形貌、结晶度的影响,发现基质材料的形貌对纳米粒子的荧光和寿命的影响规律。在高温分解法制备的Nd0.8La0.2F3/OA纳米材料中,钕离子的浓度达到了13.8wt%仍然没有发生浓度淬灭。利用水热溶剂热法制备掺钕氟化镧纳米材料,发现纳米粒子的形貌随着反应时间的增长成规律性变化:随着反应时间的增长,纳米粒子的形貌由球形逐渐向棒状变化,粒子平均半径也逐渐增大。水热溶剂热法制备的NdxLa1-xF3/OA纳米材料,其荧光强度随着Nd3+离子浓度的增加而增加,在3mol%时荧光强度达到最大,当继续增加掺杂浓度,荧光强度反而减弱,发生浓度猝灭,而纳米粒子的荧光寿命却随着浓度的提高呈逐渐减弱的趋势。(4)利用微乳液法制备了不同形貌的掺钕氟化镧纳米材料,并研究了基质材料的形貌对纳米粒子的荧光强度和寿命的影响规律。发现在阴离子表面活性剂SDS、阳离子表面活性剂CTAB、中性表面活性剂Triton的作用下,分别生成了纳米梭、纳米棒、纳米罐形貌的纳米粒子,其荧光强度按照纳米梭﹤纳米棒﹤纳米罐的顺序逐渐增强。获得了不同形貌的纳米粒子的荧光寿命,分别为615μs(纳米罐),419μs(纳米棒)和194μs(纳米梭),寿命大小的变化规律同荧光强度变化规律一样。采用两步合成法,制备了掺钕氟化镧核壳结构纳米材料。通过激光动态散射激光粒度仪对包覆前后的纳米粒径进行了表征,证明包覆后纳米粒径都有增大,核壳包覆成功。对比荧光强度的变化趋势,发现包覆后荧光强度略有下降,但荧光寿命明显增长。