幾種稀土發(fā)光材料的合成及發(fā)光性質(zhì)的研究.pdf

1、本論文首先針對NaYF4這種上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，通過表面包覆的方法合成了一種核-殼結(jié)構(gòu)的納米復合發(fā)光材料。采用溶膠-凝膠法為主要實驗方法，在二氧化硅粒子表面包覆NaYF4:Yb3+/Er3+(或Yb3+/Tm3+)熒光粉層，制備了一系列NaYF4體系稀土離子(Yb3+，Er3+/Tm3+)摻雜的核-殼結(jié)構(gòu)發(fā)光材料，解決了直接合成球形納米發(fā)光材料的難題。與其他方法相比溶膠-凝膠法具有工藝簡單、易于操作和不需要復雜的設備等優(yōu)點。然后，采用兩部噴

2、霧熱解法合成了Pr3+摻雜的CaTiO3球形熒光粉粒子，實驗中使用檸檬酸和聚乙二醇(PEG)作為添加劑。最后，采用簡單的溶劑熱法合成了稀土離子Eu3+、Sm3+和Dy3+摻雜的CaWO4熒光粉納米粒子和稀土離子Eu3+、Tb3+和Dy3+摻雜的SrMoO4熒光粉納米粒子。
　　 上述材料的結(jié)構(gòu)、形貌和光學性質(zhì)分別通過X射線衍射(XRD)、傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)、場發(fā)射掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X光電子能譜

3、分析(XPS)和光致發(fā)光光譜(PL)等手段來表征。
　　 結(jié)果表明，制備的NaYF4:Ln@SiO2(Ln=Yb/Er,Yb/Tm)和NaYF4:Ln@MCM-41(Ln=Yb/Er,Yb/Tm)樣品為核-殼結(jié)構(gòu)。其中未煅燒樣品為α-NaYF4單一相；400℃以上煅燒后，α-NaYF4與β-NaYF4共存，且β-NaYF4為主相。包覆的粒子呈均勻球形結(jié)構(gòu)，單分散性好，粒徑約為300nm。包覆的NaYF4:Ln殼層致密均勻，并且光

4、滑、無開裂，厚度約為30nm，晶格間距為0.29nm，與NaYF4的XRD譜圖(101)的d值符合的很好，說明了NaYF4:Ln(Ln=Yb/Er,Yb/Tm)在SiO2表面結(jié)晶完好。在980nm紅外光激發(fā)下，材料呈現(xiàn)明亮的上轉(zhuǎn)換發(fā)光。
　　 合成的CaTiO3:Pr3+熒光粉是亞微米級球形粒子。325nm紫外光激發(fā)和低壓電子束(1-5kV)作用下粒子顯示出Pr3+的強1D2-3H4(612nm)紅光發(fā)射。此外，CaTiO3:P

5、r3+粒子的形態(tài)、PL和CL強度可通過改變PEG的濃度、焙燒溫度和加速電壓進行調(diào)節(jié)。這種熒光粉粒子在場發(fā)射平板顯示器方面存在廣闊的應用前景。
　　 制備的CaWO4:Ln(Ln=Eu3+、Sm3+和Dy3+)熒光粉具有CaWO4相的白鎢礦結(jié)構(gòu)，并且是由窄粒徑分布、分散性良好的納米晶體組成的。在紫外光激發(fā)或低壓電子束作用下，CaWO4:Eu3+、CaWO4:Sm3+和CaWO4:Dy3+熒光粉分別顯示Eu3+的5D0-7F1-3特

6、征發(fā)射峰、Sm3+的4G5/2-6H5/2-9/2特征發(fā)射峰和Dy3+的4F9/2-6H13/2-15/2特征發(fā)射峰。這種熒光粉在熒光燈、場發(fā)射顯示器和生物標簽等方面具有應用前景。
　　 稀土離子Eu3+、Tb3+和Dy3+摻雜的SrMoO4粒子形態(tài)均一，是由簡單的溶劑熱法制備所得。XRD結(jié)果表明三種摻雜樣品都具有高純度和高結(jié)晶度。SrMoO4:Ln(Ln=Eu3+、Tb3+和Dy3+)樣品呈現(xiàn)相當均勻的花生狀和橢球狀粒子。紫外