稀土化合物空殼材料的合成及其光致發(fā)光性能研究.pdf

1、空殼材料作為一種新型結(jié)構(gòu)的功能材料,有著很多不同于塊體材料的特殊性能,如比表面積大、密度小、表面滲透性強(qiáng)等。從而在藥物輸送,催化劑載體,電化學(xué)電池,人工細(xì)胞以及發(fā)光材料等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。由于空殼材料的特殊性能和潛在的應(yīng)用前景,此類(lèi)材料的合成和研究引起了科學(xué)工作者的濃厚興趣。因此,很多制備空殼納米材料的方法被逐漸開(kāi)發(fā)和推廣,其中模板法是一種最為直接有效的方法。
　　 稀土化合物由于具有獨(dú)特的4f殼層電子結(jié)構(gòu)和多種電子轉(zhuǎn)移方

2、式,因而具有獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)和磁學(xué)性能。稀土材料的合成研究已成為當(dāng)前納米材料研究領(lǐng)域的重要課題。近年來(lái),人們通過(guò)各種方法合成出了不同形貌的稀土化合物,但是這些方法大多制備工藝復(fù)雜,成本較高,不利于稀土納米材料的大規(guī)模合成和商業(yè)應(yīng)用。通過(guò)高效途徑合成空殼結(jié)構(gòu)的稀土化合物納米結(jié)構(gòu)對(duì)開(kāi)發(fā)稀土材料尤為重要。
　　 本論文采用模板法合成了各種稀土氧化物、氟化物和磷酸鹽等空殼納米材料,并對(duì)所合成材料的光致發(fā)光性能做出研究。具體內(nèi)容如下:

3、r>　　 (1)溶劑熱法合成Y2O3:Eu3+空球。以乙醇和水為溶劑,以氨水為沉淀劑通過(guò)溶劑熱法合成了YOHCO3:Eu3+空球,經(jīng)煅燒得到結(jié)構(gòu)新穎的Y2O3:Eu3+空球。通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度,溶解比例,沉淀劑種類(lèi)等反應(yīng)參數(shù),探討了空球結(jié)構(gòu)材料的形成機(jī)理。無(wú)需使用任何表面活性劑或其它硬模板,借助反應(yīng)中形成的氣泡作為模板就能構(gòu)筑空殼結(jié)構(gòu)。同時(shí)對(duì)不同條件下樣品的熒光性能進(jìn)行了比較,研究了摻雜濃度和產(chǎn)物形貌對(duì)其熒光性能的影響。
　　

4、(2)以三聚氰胺酚醛樹(shù)脂(MF)微球?yàn)橛材０逯苽鋂2O3:Eu3+空球。首先通過(guò)低溫聚合法大規(guī)模合成粒徑均一、尺寸可調(diào)的MF球。然后以MF球?yàn)槟０?通過(guò)沉淀法制備了Y2O3:Eu3+/MF前驅(qū)物。通過(guò)煅燒去除內(nèi)部模板并形成結(jié)晶良好的Y2O3:Eu3+空球。通過(guò)調(diào)節(jié)模板的添加量可以分別合成出殼厚為70、100和200納米的Y2O3:Eu3+空球,詳細(xì)分析了殼厚對(duì)其光致發(fā)光性能的影響。
　　 (3)低溫化學(xué)轉(zhuǎn)換法(自身模板法)制備E

5、uF3納米空球。首先利用水熱法合成了EuCO3球狀前驅(qū)物,然后通過(guò)離子交換法合成了EuF3納米空球。研究了空球的形成機(jī)理以及形成條件對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能的影響。拓展實(shí)驗(yàn)表明此法可以作為一種普適的路線來(lái)合成多種稀土氟化物空殼結(jié)構(gòu)。
　　 (4)通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)換法(自身模板法)制備了GdPO4:Eu3+空球,該空球由一維納米線組裝而成,空心結(jié)構(gòu)完整,且具有均一的粒徑。對(duì)形成過(guò)程中不同時(shí)間取樣做TEM分析,提出了可能的生成機(jī)理,并運(yùn)用此法