幾種稀土化合物粉體的制備及其顯微組織與發(fā)光的調(diào)控.pdf

1、稀土因其獨(dú)特的發(fā)光性能而在顏色顯示、照明、光纖通訊、防偽等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,始終是材料學(xué)與物理學(xué)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。尤其是稀土紅外上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料,除具有光化學(xué)穩(wěn)定性好、熒光壽命長(zhǎng)、吸收和發(fā)射帶窄、生物毒性小這些特點(diǎn)之外,還因使用紅外光激發(fā)而擁有更深的光穿透能力、對(duì)生物組織損傷小、無(wú)熒光背景等優(yōu)點(diǎn),使得能將其構(gòu)建成生物熒光探針,在生物醫(yī)學(xué)熒光成像上顯示出巨大的現(xiàn)實(shí)與潛在應(yīng)用前景。另外,很多稀土發(fā)光材料還具有較好的順磁性能,從而使得該類(lèi)材料在

2、磁共振成像、生物分離方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值。為探尋這類(lèi)材料的制備合成方法,實(shí)現(xiàn)這類(lèi)材料在形貌、尺寸及發(fā)光顏色的可控,并開(kāi)發(fā)新型稀土熒光材料。本文采用不同方法,制備了幾種稀土化合物粉體。系統(tǒng)地研究了制備工藝對(duì)稀土化合物組織、形貌及其發(fā)光性能的影響。成功地實(shí)現(xiàn)了對(duì)這些稀土化合物組織和發(fā)光特性的調(diào)控。論文的主要研究?jī)?nèi)容及其結(jié)論如下:
　　(1)采用燃燒法成功地合成了Yb3Al5O12(YbAG)與YbAG/Yb2O3粉體材料,并通過(guò) Er

3、3+摻雜,實(shí)現(xiàn)了該粉體材料的紅色上轉(zhuǎn)換發(fā)光,尤其是在摻鉺YbAG/Yb2O3粉體材料中實(shí)現(xiàn)了純紅色上轉(zhuǎn)換發(fā)光,系統(tǒng)討論了純紅色上轉(zhuǎn)換發(fā)光的發(fā)光機(jī)制;
　　(2)采用不同的氟源,用沉淀法合成了YF3納米顆粒,研究結(jié)果表明NH4+及其濃度對(duì)正八面體納米顆粒的合成具有控制作用,NH4+在YF3正八面體納米顆粒的特定晶面(111)的吸附是合成八面體顆粒的決定因素。同時(shí)使用HF作為氟源時(shí),可合成YF3納米束,對(duì)該納米束在空氣中進(jìn)行退火處理,

4、將YF3完全脫氟氧化生成氟氧化物,這種氟氧化物具有很好的上轉(zhuǎn)換發(fā)光性能;
　　(3)以油酸/油酸鈉/酒精/水為反應(yīng)體系,采用溶劑熱法控制合成了具有各種形貌特征的LaF3納米晶,研究發(fā)現(xiàn)僅通過(guò)調(diào)整反應(yīng)參數(shù)與反應(yīng)條件無(wú)法實(shí)現(xiàn)LaF3向NaLaF4納米晶的轉(zhuǎn)變。但通過(guò)引入Ca2+,并延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間與增加反應(yīng)前驅(qū)體氟源的用量,可以生成不同長(zhǎng)徑比的NaLaF4納米晶。同時(shí)當(dāng)以其它的堿取代NaOH從而改變反應(yīng)體系中的表面活性劑時(shí)可以控制合成具有

5、不同粒徑的其它稀土氟化物納米晶,如當(dāng)用LiOH取代NaOH時(shí),合成了四方相LiYF4、LiYbF4和LiLuF4納米晶,當(dāng)以氨水取代NaOH時(shí),合成出了正交相YF3和面心立方相的GdF3納米晶。在適當(dāng)光源的激發(fā)下,可實(shí)現(xiàn)這些納米晶的光致發(fā)光;
　　(4)使用溶劑熱法控制合成出了幾種近單分散性堿土稀土氟化物超細(xì)納米晶,包括BaYF5、Sr2YF7和Ba2Er1-xYbxF7。這些納米晶均具有面心立方結(jié)構(gòu),通過(guò)合理?yè)诫s實(shí)現(xiàn)了這些納米晶