鈮酸鹽納米發(fā)光材料的制備與表征

《鈮酸鹽納米發(fā)光材料的制備與表征》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、山東人學(xué)博十學(xué)位論文摘要納米發(fā)光材料明顯不同于體相發(fā)光材料的特性已經(jīng)成為近年來的熱點(diǎn)研究課題。鈮酸鹽具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，是一類重要的光活性基質(zhì)材料。目前，制備鈮酸鹽的主要方法還是傳統(tǒng)的高溫固相反應(yīng)法，采用濕化學(xué)法制備鈮酸鹽的報(bào)道并不多。因此，在本論文中，我們采用檸檬酸鹽溶膠．凝膠燃燒法制備了不同激活離子摻雜的鈮酸鹽納米發(fā)光材料，并系統(tǒng)地研究了其發(fā)光特性，觀察到了一些新的發(fā)光現(xiàn)象。另外，還制備了介孔Nb205納米顆粒和№05納米棒，并進(jìn)行了表征。在第一章中，我們對(duì)發(fā)光理論、稀土發(fā)光材料的發(fā)光機(jī)理、制備方法、表征手段及稀土納米發(fā)光材料的

2、性能特點(diǎn)等作了簡(jiǎn)單的介紹，并對(duì)鈮酸

3、鹽發(fā)光材料的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)。在第二章中，我們采用檸檬酸鹽溶膠．凝膠燃燒法制備了YNb04納米晶，并在其中引入了稀土激活離子口+(Ln=Er、Sm、To、Tm)，系統(tǒng)地研究了它們的光致發(fā)光性質(zhì)及基質(zhì)與稀土離子問的能量傳遞機(jī)理。結(jié)果顯示：在950．10500C范圍內(nèi)制備的YNb04納米晶都含有單斜相和四方相兩種微觀結(jié)構(gòu)，以單斜相為主。YNb04的激發(fā)譜帶隨四方相的減少而紅移，發(fā)光譜帶位于400nm，來自于Nb04基團(tuán)的金屬．配體電荷轉(zhuǎn)移態(tài)躍遷(MLCT)，其譜型和峰位不受熱處理?xiàng)l件的影響。YNb04：Ln3+

4、(Ln=Er、Sm、Tb、Tin)納米晶也都含有單斜相和四方相兩種微觀結(jié)構(gòu)，兩相的混合晶體場(chǎng)有利于提高o+的4f禁戒躍遷的解除程度，提高發(fā)光強(qiáng)度，增強(qiáng)發(fā)光峰的劈裂程度。YNb04：Ln3+的激發(fā)光譜由兩部分組成：Nb04的電荷轉(zhuǎn)移躍遷激發(fā)帶和Ln3+的甜躍遷激發(fā)峰，這意味著能量有可能從基質(zhì)傳遞給Ln3+。在YNb04基質(zhì)中，Ln3+都顯示其特征甜躍遷發(fā)射，發(fā)光顏色包括藍(lán)、綠、橙紅等多種色彩，基質(zhì)發(fā)光的猝滅也證明了能量從基質(zhì)傳遞給了Ln3+。受基質(zhì)單斜相和四方相配位場(chǎng)的影響，摻雜稀土離子的發(fā)射峰都產(chǎn)生不同程度的劈裂，如Ep離子的2HlI，2—41

5、15，2躍遷發(fā)射劈裂為519、524和533nm三個(gè)發(fā)光峰，4S3忍一4115，2躍遷發(fā)射劈裂為542和554nm兩個(gè)發(fā)光峰。摻雜離子濃度對(duì)發(fā)光強(qiáng)度影響較大，Er3+,Sm3+、Tb3+和Tm3+的最佳摻雜濃度分別為1、2、5和2m01％。通過分析稀土離子與基質(zhì)之間發(fā)光的關(guān)系，得出了稀土離子與基質(zhì)之間的能量傳山東人學(xué)博十學(xué)位論文遞機(jī)理：Nb04基團(tuán)受激后，吸收的能量可先傳遞到Ln3+離子高于Nb04基團(tuán)MLCT態(tài)的4f激發(fā)態(tài)能級(jí)，再無輻射躍遷到Ln3+離子的發(fā)射態(tài)能級(jí)，然后通過甜特征躍遷發(fā)光。在第三章中．我們采用檸檬酸獻(xiàn)溶膠．凝膠燃燒法制備了A

6、Nb206(A=Zn、Ni、Sr)納米晶，燃燒法被證明是制備鈮酸鹽納米晶的有效方法。由XRD結(jié)果可知，ZnNb206和SrNb206為J下交相結(jié)構(gòu)，NiNb206為四方相結(jié)構(gòu)。ZnNb206、NiNb206和SrNb206的主要發(fā)光譜分別位于445、442和442nm，均來自于畸變的Nb06基團(tuán)的電荷轉(zhuǎn)移態(tài)躍遷(MLCT)發(fā)射。發(fā)光強(qiáng)度受制備溫度的影響較大，NiNb206的發(fā)光隨制備溫度的升高而減弱，而SrNb206的發(fā)光隨制備溫度的升高而增強(qiáng)。在ZnNb206基質(zhì)中引入了Dy3+和Eu3+離子，ZnNb206：Dy3+的發(fā)光譜包括Nb06的4

7、45rtm發(fā)光帶和Dy3+的4Foa-+6H15伽3彪躍遷發(fā)射峰，但Nb06的發(fā)光隨著D)，3+發(fā)光的減弱而增強(qiáng)；z心泊206：o．04Dy3+樣品中Nb06的發(fā)光強(qiáng)度是未摻雜ZnNb206的6．6倍。ZnNb206：Eu3+的發(fā)光譜也包括Nb06的445rtm發(fā)光帶和Eu3+的5Do一7Fl'2．3’4躍遷發(fā)射峰，但Eu3+的發(fā)光隨著Nb06發(fā)光的減弱而增強(qiáng)。這說明Dv3+和Eu3+與基質(zhì)之間都存在能量傳遞過程，但傳遞方式不同。在ZnNb206基質(zhì)中，D，+和Eu3+離子的發(fā)光均以電偶極躍遷(Dy3+：乍9忍一6H13／2；Eu3+：5Do一

8、7F2)發(fā)射為主，說明Dy3+和Eu3+處在低對(duì)稱性的格位上。在N№206基質(zhì)中引入了Dy3+離子，Dy3+只起到了敏化劑的作用，適當(dāng)?shù)膿诫s能增強(qiáng)Nb06的發(fā)光，NiNb206：0．04Dy3+樣品中Nb06的發(fā)光強(qiáng)度是未摻雜NiNb206的3．25倍。在SrNb206基質(zhì)中引入了Mn2+離子，大部分的I、AAl2+取代了Nb5+的格位，Mr,2+在SrNb206基質(zhì)中不是有效的發(fā)光中心，適當(dāng)?shù)膿诫s能增強(qiáng)Nb06的發(fā)光，SrNb：06：0．015Mn2+樣品中Nb06的發(fā)光強(qiáng)度是未摻雜SrNb206的2．2倍。在第四章中，我們?cè)跊]有任何模板或有

9、機(jī)添加劑輔助的情況下成功地制備出具有介孔結(jié)構(gòu)的Nb205納米顆粒，并對(duì)其進(jìn)行了表征。對(duì)于介孔Nb205納米顆粒，在小角度方向20盤2．90處有一明顯的