幾種稀土化合物粉體的制備及其顯微組織與發(fā)光的調控.pdf

1、稀土因其獨特的發(fā)光性能而在顏色顯示、照明、光纖通訊、防偽等領域有著廣泛的應用,始終是材料學與物理學的一個研究熱點。尤其是稀土紅外上轉換發(fā)光材料,除具有光化學穩(wěn)定性好、熒光壽命長、吸收和發(fā)射帶窄、生物毒性小這些特點之外,還因使用紅外光激發(fā)而擁有更深的光穿透能力、對生物組織損傷小、無熒光背景等優(yōu)點,使得能將其構建成生物熒光探針,在生物醫(yī)學熒光成像上顯示出巨大的現實與潛在應用前景。另外,很多稀土發(fā)光材料還具有較好的順磁性能,從而使得該類材料在

2、磁共振成像、生物分離方面具有潛在應用價值。為探尋這類材料的制備合成方法,實現這類材料在形貌、尺寸及發(fā)光顏色的可控,并開發(fā)新型稀土熒光材料。本文采用不同方法,制備了幾種稀土化合物粉體。系統地研究了制備工藝對稀土化合物組織、形貌及其發(fā)光性能的影響。成功地實現了對這些稀土化合物組織和發(fā)光特性的調控。論文的主要研究內容及其結論如下:
　　(1)采用燃燒法成功地合成了Yb3Al5O12(YbAG)與YbAG/Yb2O3粉體材料,并通過 Er

3、3+摻雜,實現了該粉體材料的紅色上轉換發(fā)光,尤其是在摻鉺YbAG/Yb2O3粉體材料中實現了純紅色上轉換發(fā)光,系統討論了純紅色上轉換發(fā)光的發(fā)光機制;
　　(2)采用不同的氟源,用沉淀法合成了YF3納米顆粒,研究結果表明NH4+及其濃度對正八面體納米顆粒的合成具有控制作用,NH4+在YF3正八面體納米顆粒的特定晶面(111)的吸附是合成八面體顆粒的決定因素。同時使用HF作為氟源時,可合成YF3納米束,對該納米束在空氣中進行退火處理,

4、將YF3完全脫氟氧化生成氟氧化物,這種氟氧化物具有很好的上轉換發(fā)光性能;
　　(3)以油酸/油酸鈉/酒精/水為反應體系,采用溶劑熱法控制合成了具有各種形貌特征的LaF3納米晶,研究發(fā)現僅通過調整反應參數與反應條件無法實現LaF3向NaLaF4納米晶的轉變。但通過引入Ca2+,并延長反應時間與增加反應前驅體氟源的用量,可以生成不同長徑比的NaLaF4納米晶。同時當以其它的堿取代NaOH從而改變反應體系中的表面活性劑時可以控制合成具有

5、不同粒徑的其它稀土氟化物納米晶,如當用LiOH取代NaOH時,合成了四方相LiYF4、LiYbF4和LiLuF4納米晶,當以氨水取代NaOH時,合成出了正交相YF3和面心立方相的GdF3納米晶。在適當光源的激發(fā)下,可實現這些納米晶的光致發(fā)光;
　　(4)使用溶劑熱法控制合成出了幾種近單分散性堿土稀土氟化物超細納米晶,包括BaYF5、Sr2YF7和Ba2Er1-xYbxF7。這些納米晶均具有面心立方結構,通過合理摻雜實現了這些納米晶