稀土铕掺杂的纳米发光材料的合成与性质研究--毕业论文.doc
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稀土铕掺杂的纳米发光材料的合成与性质研究--毕业论文,摘要稀土纳米发光材料明显不同于体相发光材料的特性已经成为近年来的研究热点，为了更好的探索其特性，使其具有更加广阔的应用前景，我们对稀土铕掺杂的纳米发光材料进行了初步的研究，本文主要介绍了以下两方面工作：(1) 通过水热合成法和随后的煅烧过程合成了la2o3:eu3+ 纳米颗粒和具有六角形结构的la2o2co3:eu3+...
内容介绍
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摘 要
稀土纳米发光材料明显不同于体相发光材料的特性已经成为近年来的研究热点，为了更好的探索其特性，使其具有更加广阔的应用前景，我们对稀土铕掺杂的纳米发光材料进行了初步的研究，本文主要介绍了以下两方面工作：
(1) 通过水热合成法和随后的煅烧过程合成了La2O3:Eu3+ 纳米颗粒和具有六角形结构的La2O2CO3:Eu3+ 的纳米球。所获产物的形状、大小、种类可通过改变水热反应溶液中乙二醇 (EG) 和水 (W) 的体积比进行有效的调控。当EG > W时，获得的前躯体为非晶态的棒状纳米镧化合物，通过随后的煅烧过程转化为La2O3:Eu3+ 纳米颗粒。当EG W (by volume), the precipitate was amorphous lanthanum compounds nanorod, which turned into La2O3:Eu3+ nanoparticle after continuously heating. When EG < W (by volume), the precursor was LaCO3OH:Eu3+. The result sample was uniform La2O2CO3:Eu3+ nanosphere. The possible formation mechanism of selective synthesis of the lanthanum nanoparticles was discussed in detail. Furthermore, La2O3:Eu3+ and La2O2CO3:Eu3+ we gained have remarkable stability on CO2 in the air.
(2) Yellow/orange-emitting Ba2Mg(PO4)2:Eu2+ phosphors were successfully prepared by Pechini sol-gel method. The emission spectra of Ba2-xMg(PO4)2:xEu2+ phosphors are featured by one broad band centered at ca. 560 nm, which are assigned to the 4f65d1→4f7 transitions of the Eu2+. With increasing the amount of doping Eu2+ up to 4 % (by mol) the emission peak intensity increased. Eu2+ from Ba2Mg(PO4)2:Eu2+ phosphors occupies two different lattice sites by replacing Ba2+. With increasing the amount of doping Eu2+, the ability of Eu2+ entering the first lattice site of Ba2Mg(PO4)2 improved.
Key Words：Luminescence；Nanomaterial；Rare-earth
目 录
摘 要 I
Abstract II
1文献综述 1
1.1纳米材料 1
1.1.1纳米材料的基本性质 1
1.2稀土发光材料的研究概况 2
1.2.1稀土离子的电子组态和光谱项 2
1.2.2稀土离子的能级和跃迁 3
1.3发光的基本原理 5
1.4 稀土纳米发光材料的特性 8
1.5稀土纳米发光材料的制备方法 9
1.5.1沉淀法 10
1.5.2 水热法/溶剂热法 10
1.5.3 溶胶-凝胶法 11
1.5.4 微乳液法 11
1.5.5 燃烧法 12
1.5.6 喷雾热解法 12
1.5.7超声辅助合成法 12
1.6稀土纳米发光材料的应用与发展趋势 13
1.6.1节能环保新光源―LED 13
1.6.2 探测用的稀土发光材料 13
1.6.3 基于稀土发光材料的传感器 14
1.6.4 发展趋势 14
1.7选题背景和研究内容 15
2水热法选择性合成形状和种类可调控的La2O3:Eu3+ 和La2O2CO3:Eu3+ 磷光体 16
2.1引言 16
2.2实验 17
2.2.1 主要试剂及仪器 17
2.2.2 制备方法 18
2.2.3 表征方法 18
2.3 结果与讨论 18
2.3.1 获得的前躯体 18
2.3.2 生长机理 22
2.3.3 煅烧后的最终产物 24
2.3.4 获得的纳米颗粒的稳定性 29
2.4小结 33
3溶胶-凝胶法合成适合于白光二极管的黄色Ba2Mg(PO4)2:Eu2+磷光体 34
3.1引言 34
3.2实验 35
3.2.1 主要试剂及仪器 35
3.2.2 Ba2Mg(PO4)2: Eu2+磷光体的制备 35
3.2.3检测方法 36
3.3 结果与讨论 36
3.4小结 42
参 考 文 献 43
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 49
致 谢 50
稀土纳米发光材料明显不同于体相发光材料的特性已经成为近年来的研究热点，为了更好的探索其特性，使其具有更加广阔的应用前景，我们对稀土铕掺杂的纳米发光材料进行了初步的研究，本文主要介绍了以下两方面工作：
(1) 通过水热合成法和随后的煅烧过程合成了La2O3:Eu3+ 纳米颗粒和具有六角形结构的La2O2CO3:Eu3+ 的纳米球。所获产物的形状、大小、种类可通过改变水热反应溶液中乙二醇 (EG) 和水 (W) 的体积比进行有效的调控。当EG > W时，获得的前躯体为非晶态的棒状纳米镧化合物，通过随后的煅烧过程转化为La2O3:Eu3+ 纳米颗粒。当EG W (by volume), the precipitate was amorphous lanthanum compounds nanorod, which turned into La2O3:Eu3+ nanoparticle after continuously heating. When EG < W (by volume), the precursor was LaCO3OH:Eu3+. The result sample was uniform La2O2CO3:Eu3+ nanosphere. The possible formation mechanism of selective synthesis of the lanthanum nanoparticles was discussed in detail. Furthermore, La2O3:Eu3+ and La2O2CO3:Eu3+ we gained have remarkable stability on CO2 in the air.
(2) Yellow/orange-emitting Ba2Mg(PO4)2:Eu2+ phosphors were successfully prepared by Pechini sol-gel method. The emission spectra of Ba2-xMg(PO4)2:xEu2+ phosphors are featured by one broad band centered at ca. 560 nm, which are assigned to the 4f65d1→4f7 transitions of the Eu2+. With increasing the amount of doping Eu2+ up to 4 % (by mol) the emission peak intensity increased. Eu2+ from Ba2Mg(PO4)2:Eu2+ phosphors occupies two different lattice sites by replacing Ba2+. With increasing the amount of doping Eu2+, the ability of Eu2+ entering the first lattice site of Ba2Mg(PO4)2 improved.
Key Words：Luminescence；Nanomaterial；Rare-earth
目 录
摘 要 I
Abstract II
1文献综述 1
1.1纳米材料 1
1.1.1纳米材料的基本性质 1
1.2稀土发光材料的研究概况 2
1.2.1稀土离子的电子组态和光谱项 2
1.2.2稀土离子的能级和跃迁 3
1.3发光的基本原理 5
1.4 稀土纳米发光材料的特性 8
1.5稀土纳米发光材料的制备方法 9
1.5.1沉淀法 10
1.5.2 水热法/溶剂热法 10
1.5.3 溶胶-凝胶法 11
1.5.4 微乳液法 11
1.5.5 燃烧法 12
1.5.6 喷雾热解法 12
1.5.7超声辅助合成法 12
1.6稀土纳米发光材料的应用与发展趋势 13
1.6.1节能环保新光源―LED 13
1.6.2 探测用的稀土发光材料 13
1.6.3 基于稀土发光材料的传感器 14
1.6.4 发展趋势 14
1.7选题背景和研究内容 15
2水热法选择性合成形状和种类可调控的La2O3:Eu3+ 和La2O2CO3:Eu3+ 磷光体 16
2.1引言 16
2.2实验 17
2.2.1 主要试剂及仪器 17
2.2.2 制备方法 18
2.2.3 表征方法 18
2.3 结果与讨论 18
2.3.1 获得的前躯体 18
2.3.2 生长机理 22
2.3.3 煅烧后的最终产物 24
2.3.4 获得的纳米颗粒的稳定性 29
2.4小结 33
3溶胶-凝胶法合成适合于白光二极管的黄色Ba2Mg(PO4)2:Eu2+磷光体 34
3.1引言 34
3.2实验 35
3.2.1 主要试剂及仪器 35
3.2.2 Ba2Mg(PO4)2: Eu2+磷光体的制备 35
3.2.3检测方法 36
3.3 结果与讨论 36
3.4小结 42
参 考 文 献 43
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 49
致 谢 50
