光功能稀土納米結(jié)構(gòu)材料的構(gòu)筑與表征.pdf

1、光功能納米材料是近年來功能材料領(lǐng)域中的前沿?zé)狳c(diǎn)之一。稀土發(fā)光納米材料具有卓越的光學(xué)特性，如熒光壽命較長、光譜線寬較窄、熒光發(fā)射波長可調(diào)節(jié)等，使其在熒光生物標(biāo)記、熒光顯示、照明材料和熒光檢測等方面有潛在的應(yīng)用前景。其中，一維稀土發(fā)光納米材料比零維納米顆粒具有較少的表面缺陷以及不易團(tuán)聚等優(yōu)點(diǎn)，受到了研究者們的廣泛關(guān)注。光催化材料是基于光-化學(xué)轉(zhuǎn)換來降解有機(jī)污染物的功能材料。由于納米光催化材料的高比表面積和高表面活性，其光催化性能相對(duì)于塊體材

2、料會(huì)大大提高。多功能納米材料因其具有高度集成的不同功能，引起了廣大科學(xué)工作者的關(guān)注和研究。將一維稀土發(fā)光納米材料與其它功能材料相復(fù)合，制備出如磁性-發(fā)光、發(fā)光-光催化等雙功能或多功能納米材料，可以滿足單一功能材料無法實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用需求，是未來光電子器件的研究重點(diǎn)之一。本文采用靜電紡絲和電噴離子化技術(shù)，制備了具有光致發(fā)光特性的稀土離子摻雜的BaY2F8和鹵氧化物一維納米結(jié)構(gòu)材料，以及具有光催化特性的不同形貌的CeO2納米結(jié)構(gòu)，并合成出發(fā)光-光

3、催化和磁性-發(fā)光兩種雙功能一維納米結(jié)構(gòu)材料。對(duì)所制備的樣品進(jìn)行了系統(tǒng)地表征，獲得了一些有意義的研究結(jié)果，為進(jìn)一步研究納米材料奠定了一定的基礎(chǔ)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用靜電紡絲結(jié)合雙坩堝氟化技術(shù)，成功地合成了單斜晶系的BaY2F8:RE3+(RE=Eu，Tb)納米纖維，尺寸均一，直徑為110-130nm，具有較強(qiáng)的熒光強(qiáng)度。⑵采用靜電紡絲結(jié)合雙坩堝氯化技術(shù)，制備了 LaOCl:Er3+上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米纖維和納米帶。所得到的產(chǎn)物

4、均為四方晶系，空間群為P4/nmm。LaOCl:Er3+納米纖維的直徑為161.15±18.11 nm；LaOCl:Er3+納米帶的寬度和厚度分別為6.11±0.19μm和116 nm。通過改變Er3+離子的摻雜量，可以實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)和光色的可調(diào)性。⑶采用靜電紡絲結(jié)合雙坩堝溴化技術(shù)，制備了四方相的LaOBr:Eu3+下轉(zhuǎn)換發(fā)光納米纖維，其直徑約150nm。在302nm紫外光激發(fā)下，樣品的最強(qiáng)發(fā)射峰位于620nm處，為紅光發(fā)射。⑷采用電噴離子化

5、技術(shù)可控地制備了三種不同形貌的CeO2微米球狀材料，包括CeO2微米實(shí)心球、微米罐和微米多孔球。并采用靜電紡絲技術(shù)制備了CeO2納米帶。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，光催化性能不僅與光催化劑的比表面積有關(guān)，還與其形貌直接相關(guān)。⑸通過設(shè)計(jì)特殊的三軸并行噴絲頭，使用靜電紡絲技術(shù)成功地構(gòu)筑了同時(shí)具有上轉(zhuǎn)換發(fā)光和光催化性質(zhì)的TiO2/SiO2/Y2O3:Yb3+,Er3+三軸并行納米纖維束。所得到的產(chǎn)物是由一根TiO2納米纖維、一根SiO2納米纖維和一根Y2O3: