熔盐法制备Y2O2S:Eu3+和CaWO4:Eu3+纳米荧光材料及其性质研究

来源 :上海师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:carjitar
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稀土离子掺杂的无机纳米荧光材料广泛应用于照明光源、显示设备、传感器、高能物理、生物医学等领域。针对纳米材料形貌的控制合成是最活跃和吸引目光的方向之一,而传统形貌控制合成方法有气相以及液相合成法,但它们都存在实验操作复杂、污染较大以及难以适应大规模生产等缺点。相比之下,熔盐法具有转化率高,工艺简单,少污染,低能耗等优点。根据荧光粉的制备需要高温焙烧的特点,结合熔盐能促进晶体生长的机理及优势,本文将熔盐法应用于了Y2O2S:Eu3+和CaWO4:Eu3+纳米荧光粉制备过程,系统地探讨了合成机理,以及原料的选择、熔盐种类、熔盐用量和表面活性剂(十二烷基硫酸钠SDS)对其荧光性能和形貌的影响,并通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫面电子显微镜(SEM)、激发发射光谱等手段,对制备出的样品进行了表征。具体研究结果如下:  1,应用熔盐法制备了Y2O2S:Eu3+纳米荧光材料。通过使用不同的复合熔盐,并探究对形貌的影响,我们选择了最佳的熔盐NaCl-Na2CO3。此外,我们还探究不同钇盐和熔盐用量对荧光粉形貌及荧光性能的影响。研究表明:在不同钇盐下,分别由YNO3和YCl3制备了100nm到200nm单分散尺寸的类球状纳米粒子和1um到2um尺寸的盘状粒子,经过荧光性能测试,由YNO3制备的荧光粉的荧光性能最强。通过使用不同熔盐用量,当熔盐与钇盐摩尔比为30(R=30)时,纳米颗粒尺寸最均一且分散性最好,然而由于表面缺陷,它的荧光也最弱,因此我们加入了少量的表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS),能有效的改善其荧光性能。最后,将熔盐法与传统高温固相法制备的Y2O2S:Eu3+荧光性能进行对比,结果说明,熔盐法制备的Y2O2S:Eu3+荧光性能比高温固相法制备的荧光粉要提高近20%。  2,将熔盐法应用于CaWO4:Eu3+纳米荧光粉制备过程中。探讨不同单盐对CaWO4:Eu3+形貌及荧光性能的影响,并研究钙盐和熔盐用量对荧光粉形貌及荧光性能的影响。结果表明:在不同钙盐下,使用CaCl2制备的荧光粉颗粒最小,且较均匀。当用KCl为熔盐时,我们制备了100nm到200nm单分散尺寸的类球状纳米粒子,而使用K2SO4作为熔盐时,得到的是直径约2nm左右的纳米棒。通过使用不同熔盐用量,熔盐用量越多,纳米粒子粒径越小,其荧光性能也随之下降。最后,将熔盐法与传统高温固相法制备的CaWO4:Eu3+荧光性能进行对比,结果说明,熔盐法制备的CaWO4:Eu3+荧光性能比高温固相法制备的荧光粉要提高20%左右。
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