一维稀土离子掺杂磷酸铈纳米纤维的制备与表征

论文摘要

静电纺丝技术（Electrospinning technique）常用来制备纳米纤维,该技术简单、方便、成本低。制备出的纳米纤维具有良好的定向性、大的长径比、大的比表面积、尺寸稳定等特性,被广泛应用于传感器、电子和光学器件、生物医学领域。本文将纳米纤维和稀土发光材料的特性结合起来,采用静电纺丝技术成功制备出CeP04.CeP04:Tb3+、CeP04:Dy3+、CeP04:Eu3+和CePO4:Tm3+纳米纤维,并利用SEM（扫描电子显微镜）、XRD（X-射线衍射）、FTIR（傅立叶变换红外光谱）、TG-DTA（差热-热重分析）及PL（荧光光谱）等分析测试手段对纳米纤维的表面形貌、晶型及荧光性质进行了表征。结果表明：（1）静电纺丝法制备的复合纤维在升温过程中将包含的有机物和水分逐步除去,最终得到发育良好的单斜晶相的CePO4.CeP04:Tb3+、CeP04:Dy3+ CePO4:Eu3+和CePO4:Tm3+纳米纤维,直径较小,在180nm左右；（2）荧光光谱分析显示利用静电纺丝技术和高温焙烧制备的CePO4:Tb3+.CeP04:Dy3+ CePO4:Eu3+和CePO4:Tm3+纳米纤维具有较好的荧光性质。CePO4:Tb3+纳米纤维在289nm激发下发出较强的绿光,Tb3+的最佳掺杂浓度在5.0 mol%;CePO4: Dy3+纳米纤维在389nm激发下发出较强的黄光,Dy3+掺杂浓度在0-5.0mol%范围内发光强度会随着掺杂浓度的增大而增强；CePO4:Eu3+纳米纤维在409nm激发下发出明亮的红光。CePO4:Tm3+纳米纤维在355 nm激发下发现了475nm处发蓝光的发射峰。研究还发现发光强度与焙烧温度有很大关系,随着焙烧温度的提高,发光强度增大。这些结果对今后发光纳米纤维的研究具有重大意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 纳米材料
• 1.2 纳米纤维
• 1.3 纳米纤维制备方法
• 1.4 静电纺丝技术
• 1.4.1 静电纺丝技术的发展历史
• 1.4.2 静电纺丝技术原理
• 1.4.3 静电纺丝实验装置的改进
• 1.4.4 静电纺丝的影响因素
• 1.4.5 静电纺丝制备的纳米纤维的应用
• 1.5 稀土发光材料
• 1.5.1 稀土发光材料的应用
• 1.6 电纺稀土化合物纳米纤维
• 1.7 论文立题思想
• 第二章 实验试剂、仪器及表征方法
• 2.1 实验试剂
• 2.2 实验仪器
• 2.3 表征方法
• 4纳米纤维的制备及表征'>第三章 CePO₄纳米纤维的制备及表征
• 3.1 概述
• 4纳米纤维的制备及表征'>3.2 CePO₄纳米纤维的制备及表征
• 3.2.1 实验影响因素研究
• 4纳米纤维的结构表征'>3.2.2 CePO₄纳米纤维的结构表征
• 3.3 本章小结
• 4纳米纤维的制备及表征'>第四章 稀土离子掺杂CePO₄纳米纤维的制备及表征
• 4.1 概述
• 4:Tb³⁺纳米纤维的制备及表征'>4.2 CePO₄:Tb³⁺纳米纤维的制备及表征
• 4:Tb³⁺纳米纤维的制备'>4.2.1 CePO₄:Tb³⁺纳米纤维的制备
• 4:Tb³⁺纳米纤维的结构表征'>4.2.2 CePO₄:Tb³⁺纳米纤维的结构表征
• 4基质中Ce³⁺对Tb³⁺的能量传递机理的研究'>4.2.3 CePO₄基质中Ce³⁺对Tb³⁺的能量传递机理的研究
• 4:Dy³⁺纳米纤维的制备及表征'>4.3 CePO₄:Dy³⁺纳米纤维的制备及表征
• 4:Dy³⁺纳米纤维的制备'>4.3.1 CePO₄:Dy³⁺纳米纤维的制备
• 4:Dy³⁺纳米纤维的结构表征'>4.3.2 CePO₄:Dy³⁺纳米纤维的结构表征
• 4基质中Ce³⁺对Dy³⁺的能量传递机理的研究'>4.3.3 CePO₄基质中Ce³⁺对Dy³⁺的能量传递机理的研究
• 4:Eu³⁺纳米纤维的制备及表征'>4.4 CePO₄:Eu³⁺纳米纤维的制备及表征
• 4:Eu³⁺纳米纤维的制备'>4.4.1 CePO₄:Eu³⁺纳米纤维的制备
• 4:Eu³⁺纳米纤维的结构表征'>4.4.2 CePO₄:Eu³⁺纳米纤维的结构表征
• 4:Tm³⁺纳米纤维的制备及表征'>4.5 CePO₄:Tm³⁺纳米纤维的制备及表征
• 4:Tm³⁺纳米纤维的制备'>4.5.1 CePO₄:Tm³⁺纳米纤维的制备
• 4:Tm³⁺纳米纤维的结构表征'>4.5.2 CePO₄:Tm³⁺纳米纤维的结构表征
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 在学期间公开发表论文及著作情况
• 致谢