静电纺丝法制备稀土氟化物纳米纤维与表征

论文摘要

纳米纤维与相应的体材料相比表现出一些特殊的性能,如非常大的比表面积和表面灵活性以及优越的力学性能等,因而引起了人们的广泛关注。稀土氟化物材料是非常重要的发光基质材料,同时也是固体电解质领域重要的研究对象之一,还作为润滑剂,钢铁和有色金属合金添加剂,在电极材料,化学传感器和生物传感器等方面应用广泛。将稀土氟化物制备成纳米纤维,并研究其性质及应用,将是一个重要的研究课题。本文通过溶胶-凝胶过程,采用静电纺丝法以聚乙烯吡咯烷烔（PVP）、氟化镧为原料制备PVP/无机盐复合纤维,将此纤维进行热处理获得了LaF3和LaOF复合纳米纤维,并以此为基质材料,制备出掺杂RE3+(RE3+=Eu3+,Tb3+)的发光纳米纤维,Er3+单掺和Er3+/Yb3+双掺的上转换纳米纤维。采用SEM、XRD、TG-DTA等分析手段对所制得的纳米纤维进行了表征。结果表明,LaF3和LaOF复合纳米纤维、掺杂RE3+(RE=Eu3+, Tb3+, Er3+, Yb3+)的复合纳米纤维为规则的一维结构,直径为130170nm,平均直径150nm,直径分布均匀。常温下对掺杂RE3+(RE3+=Eu3+, Tb3+)的LaF3和LaOF复合纳米纤维进行了荧光光谱分析,这两种纤维的荧光光谱谱峰位置与颗粒状材料基本一致。在常温下用980nm激光器分别激发掺杂Er3+的LaF3和LaOF复合纳米纤维和Er3+/Yb3+双掺的LaF3和LaOF复合纳米纤维,实现了上转换发光,发射光谱谱峰位置与颗粒状材料基本一致,获得了一些有意义的新结果,为今后进一步研究氟化物纳米纤维的性质奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 一维纳米材料的制备
• 1.2.1 气相化学合成法
• 1.2.2 热分解前驱体法
• 1.2.3 模板法
• 1.2.4 电弧等离子体法
• 1.2.5 微乳液法
• 1.2.6 脉冲激光沉积和物理蒸发法
• 1.2.7 其他方法
• 1.3 纳米纤维的应用领域
• 1.4 静电纺丝技术
• 1.4.1 静电纺丝的基本原理及影响参数
• 1.4.2 国内外静电纺丝的研究现状
• 1.5 纳米发光材料
• 1.5.1 纳米发光材料的制备
• 1.5.2 稀土上转换发光材料
• 1.6 本文立题思想
• 第二章 实验试剂、器材及表征方法
• 2.1 主要实验试剂
• 2.2 实验设备与仪器
• 2.3 表征方法
• 2.3.1 扫描电子显微镜（SEM）分析
• 2.3.2 X 射线衍射（XRD）分析
• 2.3.3 生物显微镜分析
• 2.3.4 差热-热重分析
• 2.3.5 荧光光谱分析
• 2.3.6 上转换发射光谱分析
• 3/LaOF 复合纳米纤维的制备与表征'>第三章 LaF₃/LaOF 复合纳米纤维的制备与表征
• 3.1 概述
• 3.2 实验部分
• 3/PVP 溶液的配制'>3.2.1 LaF₃/PVP 溶液的配制
• 3/PVP 纤维的制备'>3.2.2 LaF₃/PVP 纤维的制备
• 3/PVP 纤维的热处理'>3.2.3 LaF₃/PVP 纤维的热处理
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 静电纺丝的最佳条件
• 3.3.2 扫描电镜分析（SEM）
• 3.3.3 X 射线衍射分析（XRD）
• 3.3.4 热分析（TG-DTA）
• 3.4 本章小结
• 3+的LaF₃/LaOF 复合纳米纤维的制备与表征'>第四章 掺Eu³⁺的LaF₃/LaOF 复合纳米纤维的制备与表征
• 4.1 概述
• 4.2 实验部分
• 3+EuF₃]/PVP 溶液的配制'>4.2.1 [LaF₃+EuF₃]/PVP 溶液的配制
• 4.2.2 静电纺丝技术制备PVP/无机混合盐复合纤维
• 3+EuF₃]/PVP 纤维的热处理'>4.2.3 [LaF₃+EuF₃]/PVP 纤维的热处理
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 扫描电镜分析（SEM）
• 4.3.2 X 射线衍射分析（XRD）
• 4.3.3 热分析（TG-DTA）
• 4.3.4 荧光光谱分析
• 4.4 本章小结
• 3+的LaF₃/LaOF 复合纳米纤维的制备与表征'>第五章 掺Tb³⁺的LaF₃/LaOF 复合纳米纤维的制备与表征
• 5.1 概述
• 5.2 实验部分
• 3+TbF₃]/PVP 溶液的配制'>5.2.1 [LaF₃+TbF₃]/PVP 溶液的配制
• 5.2.2 静电纺丝技术制备PVP/无机混合盐复合纤维
• 3+TbF₃]/PVP 纤维的热处理'>5.2.3 [LaF₃+TbF₃]/PVP 纤维的热处理
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 扫描电镜（SEM）
• 5.3.2 X 射线衍射分析（XRD）
• 5.3.3 热分析（TG-DTA）
• 5.3.4 荧光光谱分析
• 5.4 本章小结
• 3+的LaF₃/LaOF 复合纳米纤维的制备与表征'>第六章 掺Er³⁺的LaF₃/LaOF 复合纳米纤维的制备与表征
• 6.1 概述
• 6.2 实验部分
• 3+ErF₃]/PVP 溶液的配制'>6.2.1 [LaF₃+ErF₃]/PVP 溶液的配制
• 6.2.2 静电纺丝技术制备PVP/无机混合盐复合纤维
• 3+ErF₃]/PVP 纤维的热处理'>6.2.3 [LaF₃+ErF₃]/PVP 纤维的热处理
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 扫描电镜分析（SEM）
• 6.3.2 X 射线衍射分析（XRD）
• 6.3.3 热分析（TG-DTA）
• 6.3.4 上转换发射光谱分析
• 6.4 本章小结
• 3+/Er³⁺双掺的LaF₃/LaOF 纳米纤维的制备与表征'>第七章 Yb³⁺/Er³⁺双掺的LaF₃/LaOF 纳米纤维的制备与表征
• 7.1 概述
• 7.2 实验部分
• 3+ErF₃+YbF₃]/PVP 溶液的配制'>7.2.1 [LaF₃+ErF₃+YbF₃]/PVP 溶液的配制
• 7.2.2 静电纺丝技术制备 PVP/无机混合盐复合纤维
• 3+ErF₃+YbF₃]/PVP 纤维的热处理'>7.2.3 [LaF₃+ErF₃+YbF₃]/PVP 纤维的热处理
• 7.3 结果与讨论
• 7.3.1 扫描电镜分析（SEM）
• 7.3.2 X 射线衍射分析（XRD）
• 7.3.3 热分析（TG-DTA）
• 7.3.4 上转换发射光谱分析
• 7.4 本章小结
• 第八章 结 论
• 致谢
• 参考文献
• 附录