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一维核壳结构稀土氧化物和稀土氟化物纳米发光材料的制备与表征

作　者: 李雪
导　师: 刘桂霞
学　校: 长春理工大学
专　业: 物理化学
关键词: 水热法均相沉淀法双坩埚法核壳结构稀土氧化物稀土氟化物发光材料
分类号: TB383
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

近年来,稀土发光材料由于其在照明、显示和通信等方面广泛的应用,越来越得到研究人员的重视。而一维结构的稀土纳米发光材料由于其维数低,以及高的表面积和体积比而表现出不同于其他材料的特殊的光、电、磁等性质。但是纳米级的材料往往受到表面效应等因素的影响而使其表面有很多的表面缺陷,影响其发光性能,因此可以将一维纳米发光材料表面包覆一层无掺杂的材料,以降低其表面缺陷,最终达到提高发光效率的目的。本文采用水热法、均相沉淀法、双坩埚氟化法制备了一维核壳结构的稀土氧化物和氟化物发光材料,得到了一些有意义的结果。(1)利用水热法制备出了一维核壳结构的Gd2O3:Eu3+@Y2O3,并研究了包覆不同摩尔比例的壳层Y203对其发光效率的影响。当核壳摩尔比例达到4：1时,其发光强度要比未包覆的Gd2O3:Eu3+强。(2)利用均相沉淀法制备出了核壳结构的Gd2O3:Eu3+@Y2O3纳米棒,纳米棒直径在15-25nm,长度在100nm左右,壳层厚度大约在4-5nm,荧光光谱(PL)分析表明,通过调节壳层厚度可以达到使Gd2O3:Eu3+发光增强的目的。(3)利用水热法和沉淀法相结合,制备了多壳层结构的核-壳-壳的Y2O3:Eu3+@SiO2@Gd2O3,荧光光谱分析表明Y2O3:Eu3+、Y2O3:Eu3+@Gd2O3、 Y2O3:Eu3+@SiO2和Y2O3:Eu3+@SiO2@Gd2O3四种样品的发光强度依次降低。(4)采用双坩埚法制备一维棒状的YF3:Eu3+,纳米棒直径在70-75nm,长度在1μm左右。然后用直接沉淀法包覆不同壳层厚度的GdF3,包覆之后的纳米棒直径约85-90nm,壳层厚度为10nm左右。并比较了不同核壳摩尔比例的样品的发光强度。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-9
第一章绪论  9-28
  §1.1 引言  9
  §1.2 发光概述  9-13
    1.2.1 稀土发光材料的发光原理  9-10
    1.2.2 稀土离子的f-f电子跃迁  10
    1.2.3 稀土离子的f-d电子跃迁  10
    1.2.4 稀土离子的电荷迁移带(CTB)跃迁  10-11
    1.2.5 几种常见稀土离子的发光特性  11-13
  §1.3 稀土纳米发光材料的制备方法  13-26
    1.3.1 水热法  13-17
    1.3.2 沉淀法  17-20
    1.3.3 模板合成法  20-21
    1.3.4 微乳液法  21
    1.3.5 溶胶-凝胶法  21-22
    1.3.6 其他方法  22-26
  §1.4 本论文研究意义  26-28
第二章实验试剂、仪器及表征方法  28-30
  §2.1 主要实验试剂  28
  §2.2 实验仪器  28-29
  §2.3 测试仪器及方法  29-30
    2.3.1 X射线衍射分析  29
    2.3.2 透射电子显微镜分析  29
    2.3.3 扫描电子显微镜分析  29
    2.3.4 光电子能谱分析  29
    2.3.5 荧光光谱分析  29-30
第三章水热法制备一维核壳结构Gd_2O_3：Eu~(3+)@Y_2O_3纳米棒与表征  30-37
  §3.1 引言  30
  §3.2 实验部分  30-31
    3.2.1 溶液的制备  30-31
    3.2.2 一维核壳结构Gd_2O_3：Eu~(3+)@Y_2O_3的制备  31
  §3.3 结果与讨论  31-36
    3.3.1 X射线衍射分析(XRD)  31-32
    3.3.2 扫描电镜分析(SEM)  32-33
    3.3.3 透射电子显微镜分析(TEM)  33-34
    3.3.4 光电子能谱分析(XPS)  34
    3.3.5 荧光光谱分析  34-36
  §3.4 本章小结  36-37
第四章均相沉淀法制备核壳结构Gd_2O_3：Eu~(3+)@Y_2O_3纳米棒与表征  37-43
  §4.1 概述  37
  §4.2 实验部分  37-38
    4.2.1 溶液的制备  37
    4.2.2 一维核壳结构Gd_2O_3：Eu~(3+)@Y_2O_3的制备  37-38
  §4.3 结果与讨论  38-42
    4.3.1 X射线衍射分析(XRD)  38
    4.3.2 透射电子显微镜分析(TEM)  38-39
    4.3.3 光电子能谱分析(XPS)  39-40
    4.3.4 荧光光谱分析  40-42
  §4.4 本章小结  42-43
第五章一维多壳层Y_2O_3：Eu~(3+)@SiO_2@Gd_2O_3核壳结构的制备与表征  43-50
  §5.1 引言  43
  §5.2 实验部分  43-44
    5.2.1 溶液的制备  43
    5.2.2 多壳层的Y_2O_3：Eu~(3+)@SiO_2@Gd_2O_3的制备  43-44
  §5.3 结果与讨论  44-49
    5.3.1 X射线衍射分析(XRD)  44-45
    5.3.2 透射电子显微镜分析(TEM)  45-46
    5.3.3 光电子能谱分析(XPS)  46-47
    5.3.4 荧光光谱分析  47-49
  §5.4 本章小结  49-50
第六章一维核壳结构YF_3：Eu~(3+)@GdF_3的制备与表征  50-58
  §6.1 引言  50-51
  §6.2 实验部分  51-52
    6.2.1 溶液的制备  51
    6.2.2 一维核壳结构YF_3：Eu~(3+)@GdF_3的制备  51-52
  §6.3 结果与讨论  52-57
    6.3.1 X射线衍射分析(XRD)  52
    6.3.2 扫描电镜分析(SEM)  52-54
    6.3.3 光电子能谱分析(XPS)  54-55
    6.3.4 荧光光谱分析  55-57
  §6.4 本章小结  57-58
结论  58-61
致谢  61-62
参考文献  62-68

一维核壳结构稀土氧化物和稀土氟化物纳米发光材料的制备与表征

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