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稀土氟化物纳米发光材料的制备及性能研究

作　者: 李霞
导　师: 刘桂霞
学　校: 长春理工大学
专　业: 无机化学
关键词: GdF3 YF3 纳米发光材料 上转换发光 水热法
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


由于稀土离子独特的电子层结构,使得稀土发光材料具有优异的发光性能及广阔的应用前景。氟化物因其多样性的结构特点和特殊的物理化学特性,成为发光材料优良的基质。纳米级稀土发光材料的性质在很大程度上取决于其结构、形貌以及尺寸,因而合成出形貌和尺寸可控的纳米发光材料,成为科学工作者研究的热点。由于氨基酸具有特殊的官能团和自组装功能,因而能够用作模板来制备各种形态的纳米材料。本论文采用精氨酸及其他表面活性剂辅助水热法制备出不同形貌的稀土氟化物纳米发光材料,对其结构和性能进行了表征。主要研究内容归纳如下:1、以PEG-2000,柠檬酸和甘氨酸为表面活性剂,采用水热法制备出扁平纳米棒、纳米花和纳米片状GdF3:Eu3+发光材料,结果表明,表面活性剂种类,反应物浓度对产物的形貌均有影响;不同形貌样品的荧光光谱强度不同。以柠檬酸作表面活性剂,制备出梭状GdF3:Yb3+,Er3+纳米上转换发光材料,用980nm的激光激发,在上转换光谱图中可观察到绿色发射带和红色发射带。2、采用精氨酸辅助水热法合成出空心“毛线团”状YF3:Eu3+纳米晶,讨论了反应时间与反应温度对形貌的影响,随着反应时间和反应温度的增加,产物形貌由实心球变为空心球。热处理后发光强度明显增强,Eu3+掺杂YF3纳米晶的发光强度随Eu3+掺杂量的增加而增加,在10%时达到最大。并用此法制备了纳米YF3:Yb3+,Er3+上转换发光材料,并发射出很强的绿光、较强的红光及较弱的蓝光。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-29
  1.1 发光概述  8-9
    1.1.1 发光的基本原理  8-9
    1.1.2 发光的分类  9
  1.2 稀土Eu~(3+)的光谱特性及氟化物的基质特性  9-11
    1.2.1 稀土Eu~(3+)的光谱特性  9-10
    1.2.2 氟化物的基质特性  10-11
  1.3 稀土上转换发光材料  11-14
    1.3.1 概述  11-12
    1.3.2 Yb~(3+)和Eu~(3+)的上转换发光  12-13
    1.3.3 上转换发光材料的基质  13-14
  1.4 稀土纳米发光材料  14-17
    1.4.1 稀土纳米发光材料概述  14-15
    1.4.2 稀土纳米发光材料的制备方法  15-17
  1.5 氨基酸等生物分子辅助合成多种形貌纳米材料的研究进展  17-27
    1.5.1 一维纳米材料的制备  17-22
    1.5.2 特殊形貌纳米材料的制备  22-27
  1.6 本文的研究目的和意义  27-29
第二章 实验仪器、试剂及表征方法  29-32
  2.1 实验仪器  29
  2.2 实验试剂  29-30
  2.3 表征方法  30-32
    2.3.1 X射线衍射(XRD)分析  30
    2.3.2 场发射环境扫描电子显微镜(FESEM)分析  30
    2.3.3 透射电子显微镜(TEM)分析  30
    2.3.4 红外光谱(FTIR)分析  30
    2.3.5 荧光光谱分析  30
    2.3.6 热重(TG)分析  30-31
    2.3.7 上转换发射光谱分析  31-32
第三章 特殊形貌稀土掺杂GdF_3纳米发光材料的制备与表征  32-46
  3.1 引言  32-33
  3.2 GdF_3:Eu~(3+)纳米发光材料的制备及表征  33-41
    3.2.1 稀土硝酸盐的制备  33
    3.2.2 制备过程  33
    3.2.3 结果和讨论  33-41
  3.3 GdF_3:Yb~(3+)，Eu~(3+)上转换发光材料的制备及性能研究  41-44
    3.3.1 制备过程  41-42
    3.3.2 结果和讨论  42-44
  3.4 本章小结  44-46
第四章 L一精氨酸辅助水热法制备稀土掺杂YF_3纳米发光材料与性能研究  46-65
  4.1 引言  46
  4.2 YF_3:Eu~(3+)空心“毛线团”状纳米发光材料的制备及性能分析  46-60
    4.2.1 稀土硝酸盐的制备  46-47
    4.2.2 制备过程  47
    4.2.3 结果和讨论  47-60
  4.3 L-精氨酸辅助水热法制备YF_3:Yb~(3+)，Eu~(3+)纳米上转换发光材料及表征  60-63
    4.3.1 制备过程  60-61
    4.3.2 结果与讨论  61-63
  4.4 本章小结  63-65
结论  65-67
致谢  67-68
参考文献  68-73
附录  73

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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