YVO4：Eu3+纳米晶的化学合成及其光致发光性能表征

论文摘要

以Y（NO3）3-6H2O、NH4VO3和Eu2O3为出发原料,采用NAC-FAS方法在<100℃的温度的常压、大气条件下合成了YVO4和YVO4:Eu3+纳米晶,通过改变合成过程中的不同工艺参数,包括醇水比、NaOH加入量和反应时间,研究其对合成YVO4纳米晶的影响；在此基础上,讨论合成过程中的工艺参数等对YVO4:Eu3+纳米晶的直接化学合成的影响规律和NAC-FAS法合成YVO4和多组元YVO4:Eu3+的化学机制；研究与此相关的YVO4:Eu3+纳米晶的晶体结构、晶粒尺寸、表面状态及Eu3+掺杂量对YVO4:Eu3+纳米晶光致发光性能的作用规律。研究结果表明：（1） NAC-FAS法直接合成纳米晶YVO4和YVO4:Eu3+的化学过程中,YVO4和YVO4:Eu3+的固相析出是由于溶解于醇水体系的阴、阳离子反应,形成难溶性、不溶性反应产物（EuVO4、YVO4）形成的；难溶性、不溶性的反应产物析出过程中,部分达到临界固相形核尺寸的固相析出物形成固相核心,或析出相依附于已有核心长大形成固相产物；在一定pH值环境下,随着析出过程的进行,固相核心逐渐长大,同时,析出相通过“析出”过程使离子重排,形成长程有序的晶体相-YVO4和YVO4:Eu3+的纳米晶。（2）在醇水比为100/150、NaOH加入量为2g、反应时间为2-6h、不同Eu3+掺杂量的实验条件下,YVO4:Eu3+纳米晶的平均晶粒尺寸约为25.0±2.0nm,在325nmHe-Cd激光激发下,YVO4:Eu3+的发射谱位于619nm和702nm处,其中619nm处具有最强发射峰,Eu3+临界猝灭浓度大约为20%。（3）随着结晶度的提高、晶粒尺寸的增大,纳米晶的光致发光强度显著增强；在本研究条件下,采用微波处理后的YVO4:Eu3+纳米晶的PL强度比未处理前提高约400%。采用800℃常规热处理lh,YVO4:Eu3+纳米晶的PL强度比未处理前提高约500%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 PDP荧光粉
• 1.2 稀土钒酸盐发光材料
• 1.3 纳米发光材料的合成及性能研究
• 1.3.1 纳米发光材料的制备
• 1.3.2 后处理对纳米发光材料的影响
• 1.3.3 NAC-FAS纳米晶合成方法
• 1.4 本课题的研究意义及内容
• 2 实验方案与实验条件
• 2.1 实验方案
• 4纳米晶的制备及合成参数的影响'>2.1.1 YVO₄纳米晶的制备及合成参数的影响
• 4:Eu³⁺纳米晶'>2.1.2 NAC-FAS法合成YVO₄:Eu³⁺纳米晶
• 4:Eu³⁺纳米晶的后处理工艺研究'>2.1.3 YVO₄:Eu³⁺纳米晶的后处理工艺研究
• 2.2 实验条件
• 2.2.1 主要化学试剂
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 分析设备
• 4:Eu³⁺纳米晶的合成'>3 NAC-FAS法YVO₄:Eu³⁺纳米晶的合成
• 4纳米晶'>3.1 NAC-FAS法制备YVO₄纳米晶
• 4纳米晶的影响'>3.1.1 醇水比对YVO₄纳米晶的影响
• 4纳米晶的影响'>3.1.2 NaOH加入量对YVO₄纳米晶的影响
• 4纳米晶的影响'>3.1.3 反应时间对YVO₄纳米晶的影响
• 4纳米晶的形成机制'>3.2 YVO₄纳米晶的形成机制
• 4:Eu³⁺纳米晶的直接化学合成的影响研究'>3.3 工艺参数对YVO₄:Eu³⁺纳米晶的直接化学合成的影响研究
• 3.3.1 醇水比的影响
• 3.3.2 NaOH加入量的影响
• 3.3.3 反应时间的影响
• 4:Eu³⁺纳米晶的影响'>3.3.4 微波处理对合成YVO₄:Eu³⁺纳米晶的影响
• 4:Eu³⁺纳米晶'>3.4 NAC-FAS法合成YVO₄:Eu³⁺纳米晶
• 3.5 小结
• 4:Eu³⁺纳米晶光致发光性能研究'>4 YVO₄:Eu³⁺纳米晶光致发光性能研究
• 4.1 合成工艺参数对光致发光性能的影响
• 4.1.1 醇水比
• 4.1.2 NaOH加入量
• 4.1.3 反应时间
• 3+掺杂量'>4.2 Eu³⁺掺杂量
• 4:Eu³⁺纳米晶的后处理工艺研究'>4.3 YVO₄:Eu³⁺纳米晶的后处理工艺研究
• 4:Eu³⁺纳米晶光致发光性能的影响'>4.3.1 热处理温度对YVO₄:Eu³⁺纳米晶光致发光性能的影响
• 4:Eu³⁺纳米晶光致发光性能的影响'>4.3.2 热处理时间对YVO₄:Eu³⁺纳米晶光致发光性能的影响
• 4:Eu³⁺纳米晶光致发光性能的影响'>4.3.3 热处理方式对YVO₄:Eu³⁺纳米晶光致发光性能的影响
• 4:Eu³⁺纳米晶光致发光性能的影响'>4.3.4 微波处理时间对YVO₄:Eu³⁺纳米晶光致发光性能的影响
• 4.4 小结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献