无机纳米功能材料的制备与发光性能研究(2)

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3.1 X-射线粉末衍射 6

3.1.1 水热合成的加热温度对所得产物晶型的影响 7

3.1.2 Eu3+ 的掺杂比对所得产物晶型的影响 8

3.2 形貌分析 10

3.3 发光性能 12

4 结论 14

参考文献 15

致谢 16

1 引言

1.1 研究背景

近年来,纳米材料的合成和研究持续发展,有着非常重要的价值在现代科学技术的许多领域,如催化、磁性材料、工程、传感器、电子材料、光学材料等。纳米技术是指在纳米尺度范围内来研究物质的一些特性以及要如何利用这些特性，它事实上是一种通过直接操作和安排原子、分子创造新物质的技术。所谓纳米尺度是指尺度在1至100纳米范围内。当物质达到纳米尺度以后，由于许多物理量如光波波长、物质波波长的基本长度量纲在此长度范围内，使得该尺度下的物质因受到了尺度上的影响有许多特殊性能，其原子之间的相互作用和电子的波性将改变，例如熔点、光学性能、磁学性能、力学性能、电学性能和化学活性会出现与传统材料非常不同的性质，无法用传统的理论体系解释其展现出的独特性能性能。纳米材料具有以下优秀特征：不沾水、不沾油、不沾灰尘 [1]，故其作为一个新兴的领域吸引了众多研究学者的关注。其中纳米稀土材料的研究越来越吸引大家的注意，由于稀土离子的电子结构为充满的5s、5p层和未充满的4f层，且4f电子层的能量高于5s、5p层，故当吸收能量的时候4f层的电子首先可在不同能级之间跃迁,使得稀土元素及其化合物具有许多特殊的物理、化学和光学性能[2-4],尤其在光学性能方面，其在发光材料方面有比传统材料优越的发光性能,甚至有一些传统材料没有的新光学特性,如发光装置可以大大提高分辨率,而且光谱蓝移或红移,表现出很强的吸收宽带特性。稀土纳米发光材料广泛应用于固体激光、信息显示、绿色照明、生物标记、光纤通讯等领域。因此，发光纳米材料具有非常重要的意义,已经成为纳米材料研究的一个热点之一。

1.2 研究进展

稀土磷酸盐发光材料的研究是当前材料科学的一个研究热点。稀土正磷酸盐，作为稀土化合物的一项重要的家庭成员，由于其特殊的物理和化学性质，已经被获得了极大的兴趣。镧系正磷酸盐的化学式是LnPO4˙nH2O（n=0-3）（Ln3+=镧系离子），还含有丰富的多晶型。有五种多晶型物：独居石（单斜，自然界很丰富），磷钇矿（四方，自然界很丰富），磷镧镨矿（六边形），针磷钇铒矿（单斜）和斜方晶系。LaPO4是稀土正磷酸盐之一，宿主离子为镧系离子，掺杂有铈和铽的LaPO4已经市售应用于灯荧光粉。

通过利用水热合成法改变溶液的温度、反应时间和掺稀土离子的浓度，已经出现了对具有不同的形状和结构的稀土化合物的深入细致的合成研究。例如贾等人使用乙二胺四乙酸（EDTA）辅助水热法成功地合成了具有锆石型结构的LaVO4纳米晶体，这种结构无法通过常规的固态反应得到。哈斯等人使用湿化学法，报道了有单斜晶独居石结构和高结晶度的掺杂Eu3 +的LaPO4纳米晶体。另一个例子是通过水热法来制备水合LaPO4˙1.5H2O六边形磷钇矿类型`751|文\论*文-网www.751com.cn。本研究通过采用水热合成法制备出纳米级的 LaPO4：Eu3+，并通过X-射线粉末衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM），荧光光谱等手段对产物的结构，形貌以及光谱性能进行研究和探讨。