论文部分内容阅读
稀土元素由于具有丰富的4f能级因而在受到紫外光激发的时表现出优良的光学性能。纳米发光材料由于本身具有尺寸小、分散性能良好以及独特的发光性质而引起广泛关注。本文的研究工作初步探讨了稀土钒酸盐、稀土氟化物、稀土钼酸盐三种典型稀土发光纳米材料在温和条件下的制备方法及其发光性能。同时,研究了不同的实验条件对产品结构、形貌以及发光性能的影响。
首先采用水热合成技术制备了稀土钒酸盐,并通过改变滴加方式制备出不同尺寸稀土钒酸盐纳米发光材料。当采用反加的方式得到材料的尺寸在250 nm左右,但是采用顺加的方式得到的材料尺寸在35 nm左右。这两种不同尺寸的纳米红光材料的光谱不同,当发光材料的尺寸减少时导致了7F2能级的劈裂。在反加所得到的纳米钒酸盐材料中Y和Gd共掺增强了纳米材料的发光强度,最佳组成为:Y0.2Gd0.8VO4:Eu3+；实验发现Eu3+的猝灭浓度为13％；在顺加得到的YVO4基质中分别掺杂Dy3+、Er3+、Sm3+纳米材料均获得很好的特征发射光谱。最后探讨了混合固体直接水热法制备纳米稀土钒酸盐的可能性。
其次采用了多醇法制备了具有核/壳结构的CeF3:Tb3+/SiO2纳米发光材料。通过XRD和TEM手段分析了CeF3:Tb3+/SiO2纳米发光材料的结构,发现包覆的SiO2呈非晶态结构,CeF3:Tb3+/SiO2的粒径在14 nm左右,且通过谢乐公式可以推断出包覆的SiO2膜厚度为2 nm左右。实验也通过了红外光谱、电子能谱手段证实SiO2膜的存在。包覆SiO2膜对CeF3:Tb3+纳米颗粒的发光强度具有有利的影响。本论文采用N,N-二甲基乙酰胺代替部分一缩二乙二醇,以混合溶剂实现在120℃下均相沉淀过程。通过对溶剂比例的控制以及产物红外光谱的研究,发现均相沉淀过程与DMF与稀土离子之间配位作用具有很密切的关系。通过表面活性剂的调控,得到不同形貌的纳米颗粒,特别是在油酸存在的条件下得到了具有单分散的绿色纳米荧光粉。同时也采用这一方法在制备掺杂活性稀土离子的氟化镧纳米材料,证实了这一方法在制备稀土氟化物纳米材料的普适性。
最后本文采用室温固相法制备了NaLa(MoO4)2:RE3+(RE= Eu,Tb)发光材料,制备的材料粒径在20 nm左右,并具有很好的荧光性能。也研究了NaGd(MoO4)2:Eu3+发光材料在制备过程中晶化规律:在室温固相反应结束后,产品呈现非晶态的中间物,在水热的作用下迅速晶化,其晶粒的形貌也有从不规则到纺锤形到立方形的变化趋势。同时采用了同样的方法制备了NaY(MoO4)2:Eu3+和NaY0.9Bi0.1(MoO4)2:Eu3+发光材料；以XRD表征室温固相产物的结晶程度的方法研究了不同稀土硝酸盐与钼酸钠发生室温固相反应的活性,实验发现稀土硝酸盐的熔点对室温固相反应的活性有很大的影响,最终影响室温固相反应产物的结晶形态。