稀土掺杂氟化物多色发光颗粒的制备及其性质研究

论文摘要

稀土发光材料作为一类新型的发光材料具有一系列独特的优点,例如发光色纯度高、荧光寿命长、易吸收激发能量、转换率高等,决定了它在照明、显示和检测三大领域的广泛应用。然而发光基质材料的选择对于稀土离子的发光性质有很大的影响,在众多的基质材料中,氟化物基质材料具有宽的光学透明区域（红外～紫外）,易于实现稀土离子激活剂的掺杂,被越来越多的研究者们所关注。本论文围绕稀土离子掺杂的氟化物,着重开展了以下几个方面的研究：分别以镧系氟化物（LaF3）、碱土金属氟化物（CaF2.MgF2）为掺杂基质,对其进行Eu3+、Tb3+离子的掺杂,考察了在不同的基质中Eu3+、Tb3+的发光性能；采用共沉淀法在同一基质材料中共掺杂Eu3+、Tb3+离子,通过调控稀土离子掺杂比得到了一系列多色发光的纳米颗粒；采用包覆原理构筑了核壳结构,通过包覆技术对稀土离子的荧光性质进行剪裁,核壳层可以有效的调控不同掺杂稀土离子之间的能量传递（ET）。本论文的研究内容归纳如下：1、采用共沉淀法,将Eu3+、Tb3+离子共掺杂于LaF3基质材料,成功合成出了一系列不同Eu3+、Tb3+掺杂比的多色发光纳米颗粒；并对其进行表面修饰改性,柠檬酸修饰的多色纳米颗粒在水中成澄清透明溶液,与修饰前相比亲水性得到了提高；油酸修饰过的纳米颗粒在氯仿、环己烷等有机溶剂中很好的分散,亲油性得到了改善。2、采用水热法,选择合适的氟源（NaBF4）,调节适当的PH值,控制合适的水热温度等一系列反应条件,成功的合成出了一系列形貌特殊、多色发光的CaF2微米球；比较了在不同的基质材料中稀土离子的发光性能。3、根据包覆原理,采用交互滴加的方式,合成出了具有核壳层结构的LaF3纳米颗粒,按照设计理念,三层核壳层结构为：LaF3:Eu3+@LaF3@LaF3:Tb3+通过XRD.TEM.PL等实验表征,证实了核壳层结构,并一定程度上调控了稀土离子间的能量传递。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 稀土离子的发光性质
• 1.1.1 稀土离子的发光特性
• 3+、Tb³⁺的发光特性'>1.1.2 Eu³⁺、Tb³⁺的发光特性
• 1.2 稀土发光材料
• 1.2.1 稀土发光材料概述
• 1.2.2 稀土发光材料分类
• 1.2.3 稀土发光材料制备方法
• 1.2.4 稀土发光材料应用展望
• 1.3 稀土发光材料的核壳结构
• 1.4 本论文的主要选题思路和主要内容
• 参考文献
• 3:Ln³⁺(Ln³⁺=Tb³⁺、Eu³⁺)多色发光纳米颗粒的制备及表面修饰'>第二章 LaF₃:Ln³⁺(Ln³⁺=Tb³⁺、Eu³⁺)多色发光纳米颗粒的制备及表面修饰
• 2.1 引言
• 2.2.1 主要实验药品
• 2.2.2 主要分析仪器
• 2.2.3 样品的表征方法
• 2.2.4 多色纳米颗粒的制备
• 2.3 结果与讨论
• 3:Ln³⁺多色纳米颗粒的性能研究'>2.3.1 LaF₃:Ln³⁺多色纳米颗粒的性能研究
• 3:Ln³⁺多色纳米颗粒的性能研究'>2.3.2 citric-LaF₃:Ln³⁺多色纳米颗粒的性能研究
• 3:Ln³⁺多色纳米颗粒的性能研究'>2.3.3 OA-LaF₃:Ln³⁺多色纳米颗粒的性能研究
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 2:Ln³⁺(Ln³⁺=Eu³⁺、Tb³⁺)多色中空微米球的制备及性能研究'>第三章 CaF₂:Ln³⁺(Ln³⁺=Eu³⁺、Tb³⁺)多色中空微米球的制备及性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要实验药品
• 3.2.2 主要分析仪器
• 2:Ln³⁺多色中空球的制备及性能研究'>3.3 CaF₂:Ln³⁺多色中空球的制备及性能研究
• 3.3.1 样品的制备
• 3.3.2 结果与讨论
• 2:Tb³⁺微米球的制备及性能研究'>3.4 MgF₂:Tb³⁺微米球的制备及性能研究
• 3.4.1 样品的制备
• 3.4.2 结果与讨论
• 3.5 不同基质中稀土离子的发光性质
• 3.6 本章小结
• 参考文献
• 3+、Tb³⁺掺杂LaF₃纳米颗粒的制备及性能研究'>第四章 核壳型Eu³⁺、Tb³⁺掺杂LaF₃纳米颗粒的制备及性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要实验药品、实验仪器
• 4.2.2 样品的制备
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 样品的结构与形貌
• 4.3.2 样品的红外分析及溶剂分散性照片
• 4.3.3 样品的发光性质研究
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 致谢