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荧光材料Zn_2SiO_4:Mn的制备和表征

作　者: 林茂
导　师: 马丽景
学　校: 北京化工大学
专　业: 工业催化
关键词: 荧光材料光致发光 Zn2SiO4:Mn 溶胶－凝胶法共沸蒸馏水热法
分类号: O614
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

对许多稀土离子和过渡金属离子而言，Zn2SiO4是一种非常合适的基质，掺杂后能够发出高效荧光。Zn2SiO4:Mn具有良好的化学稳定性和抗潮性，能发出高色纯度的绿色荧光，使其成为最有希望取代传统场致发光设备荧光粉的材料之一，近年来在低压放射线照相术和荧光透视法等医学成像方面也得到了广泛的应用。本文首先研究了Zn2SiO4:Mn的焙烧行为。采用溶胶－凝胶法制备的干凝胶在1100℃下焙烧2h后可以得到具有良好晶型的产物。为了减少在干燥过程中的团聚现象，分别采用常规干燥法、超临界干燥法和共沸蒸馏法处理干凝胶。其中采用共沸蒸馏法制备的产物为粒径分布在60~160nm之间的不规则球形颗粒，具有良好的荧光效果。本文还研究了掺杂对Zn2SiO4荧光效果的影响。在240nm的紫外激发下，样品可以发出可见光范围内的绿色荧光，其波长为525nm。双掺杂的Zn2SiO4激发光谱和发射光谱跟单掺杂相比并无改变。摩尔配比为Zn2+:Mn2+:Er3+＝0.956: 0.043: 0.001时具有最佳的荧光效果，在纳米级的颗粒范围内获得了接近商业粉的荧光亮度。此外还尝试了水热法制备Zn2SiO4:Mn。在水热反应釜内，250℃，3.97MPa的条件下，无需高温焙烧即可得到Zn2SiO4晶体，具有良好的<WP=4>长针形貌，但荧光效果不尽如人意。

全文目录

第一章文献综述  9-25
  1.1 纳米发光材料  9-11
  1.2 纳米发光材料的表征手段  11-12
  1.3 溶胶－凝胶法简介  12-18
    1.3.1 溶胶－凝胶法的发展  12-13
    1.3.2 溶胶－凝胶过程  13-16
    1.3.3 溶胶－凝胶法的优点  16
    1.3.4 溶胶凝胶法在光学材料制备上的应用  16-18
  1.4 Zn2SiO4:Mn的研究  18-22
    1.4.1 Zn2SiO4:Mn简介  18
    1.4.2 Zn2SiO4:Mn的制备方法  18-22
  1.5 团聚现象及改进措施  22-24
  1.6 论文研究内容  24-25
第二章实验部分  25-29
  2.1 实验药品  25
  2.2 仪器设备  25-26
  2.3 实验内容  26-27
    2.3.1 溶胶－凝胶法  26
    2.3.2 水热法  26-27
  2.4 样品表征  27-29
    2.4.1 X射线衍射分析  27-28
    2.4.2 热分析  28
    2.4.3 透射电镜分析  28
    2.4.4 荧光光谱分析  28
    2.4.5 红外分析  28-29
第三章溶胶－凝胶法制备Zn2SiO4:Mn样品表征  29-42
  3.1 焙烧温度的确定及温度对晶体生长的影响  29-35
    3.1.1 热分析  29-30
    3.1.2 红外光谱分析  30-31
    3.1.3 XRD分析  31-35
  3.2 不同干燥方法对产物的影响  35-41
    3.2.1 不同干燥方法的简介  35-36
    3.2.2 不同干燥方法的XRD表征  36-38
    3.2.3 不同干燥方法制备Zn2SiO4:Mn 的TEM表征  38-41
  3.3 小结  41-42
第四章掺杂Zn2SiO4荧光效果的表征  42-50
  4.1 Zn2SiO4:Mn的激发光谱和发射光谱  42-44
  4.2 掺杂对荧光性质的影响  44-49
    4.2.1 单掺杂的Zn2SiO4的荧光分析  44-46
    4.2.2 双掺杂Zn2SiO4的荧光效果  46-49
  4.3 小结  49-50
第五章水热法制备Zn2SiO4:Mn的研究  50-57
  5.1 水热法简介  50-51
  5.2 实验步骤  51
  5.3 XRD分析  51-54
  5.4 TEM分析  54-55
  5.5 荧光分析  55-56
  5.6 小结  56-57
第六章结论  57-58
参考文献  58-62
致谢  62-63
已发表的论文  63

荧光材料Zn_2SiO_4:Mn的制备和表征

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