GdPO4∶Sm3+荧光粉的焙烧温度和掺杂浓度的优化及发光和磁性能

以GdPO₄为基质,Sm³⁺为激活剂,采用水热法合成了纳米荧光粉前驱体,分别在800、900、1 000、1 100和1 200℃下焙烧,得到一系列GdPO₄∶Sm³⁺荧光粉。首先探究了GdPO₄∶Sm³⁺的最佳焙烧温度;其次研究了Sm³⁺掺杂浓度对GdPO₄∶Sm³⁺荧光性能的影响;最后研究了GdPO₄∶2% Sm³⁺的高温荧光性能和磁性能。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、磁强计和荧光分光光度计(FL)对荧光粉的晶体结构、形貌、发光和磁性能进行了表征。结果表明：荧光粉的晶体结构由前驱体六方晶系GdPO₄·H₂O∶Sm³⁺变为单斜晶系的GdPO₄∶Sm³⁺,形貌由纳米棒变为无规则块体。当焙烧温度为1 000℃,Sm³⁺掺杂浓度为2%时,荧光粉的发光强度和荧光寿命达到最大值。GdPO₄∶2% Sm³⁺中Sm³⁺之间能量传递类型为电偶极-电偶极相互作用,能量传递的临界距离为1.646~1.884 nm。最佳样品GdPO₄∶2% Sm³⁺有优异的热稳定性,热猝灭活化能为-0.157 eV,且具有良好的顺磁性,质量磁化率值为1.22×10^-4 emu·g^-1·Oe^-1。     

橙红色荧光粉Ca_(1-x-y)Sm_xBi_ySiO_3的制备及其发光性能

以Sm3+作为激活剂,Bi3+作为辅助激活剂,采用水热法合成Ca1-x-ySmxBiySi O3前驱体,然后在1 100℃焙烧得到系列橙红色荧光粉。用X-射线衍射仪、扫描电镜和荧光分光光度计和傅里叶变换红外光谱等手段对样品的组成、结构和形貌及其发光性质进行分析和表征。分析结果表明:产物都为三斜晶系结构的Ca1-x-ySmxBiySi O3和四方结构的方石英Si O2共熔体。在405 nm近紫外光激发下,产物的发射光谱由3个峰组成,发射峰值位于566、606和650 nm处,分别归属于Sm3+的4G5/2→6HJ/2(J=5,7,9)跃迁。产物的激发光谱在405 nm有很强的发射带,与近紫外LED芯片匹配。随着Sm3+掺量的增加,样品发光强度先增强后减弱,当Sm3+的物质的量分数为3%时发光强度达到最大,浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。当Bi3+的物质的量分数在0.3%~1.5%时,对产物Ca0.97Sm0.03Si O3的荧光强度起敏化作用。Sm3+和Bi3+的最佳物质的量分数分别为3%和0.5%。     

SrMoO_4∶Sm~(3+),Na~+红色荧光粉的形貌调控和发光性能

以Sm~(3+)为激活剂,Na~+为电荷补偿剂,柠檬酸为配位剂,乙二醇作为辅助配位剂,采用溶胶-凝胶法合成前驱体,然后在800℃下焙烧,成功制备了一系列SrMoO_4∶Sm~(3+),Na~+红色荧光粉。用X射线衍射仪、扫描电镜、荧光光谱和傅里叶变换红外光谱等手段对样品的物相、形貌、组成、发光性能和量子效率等进行测试和表征。分析结果表明:制备的SrMoO_4∶Sm~(3+),Na~+荧光粉均为四方晶系结构,掺杂离子的加入对基质晶体结构影响不大。在403 nm近紫外光激发下,产物有4个发射峰,分别位于563、600、647和707 nm处,归属于~5G_(5/2)→~6HJ(J=5/2,7/2,9/2,11/2)的电子跃迁,其中位于647 nm处的主发射峰的相对发光强度最大。当Sm~(3+)的掺杂物质的量分数为1%~3%时,发光强度最好,当浓度超过1%~3%时,会发生荧光猝灭。对实验数据进行分析,确定荧光猝灭机理是由于钐离子间交换作用引起的,并计算了能量传递的临界距离为1.77~2.56 nm。此外,还详细研究了乙二醇对SrMoO_4∶Sm~(3+),Na~+荧光粉形貌的影响,研究结果表明:乙二醇加入量为5 m L时,产物形貌均匀,呈球形或椭球形;且分散性较好;荧光强度最大。     

制备方法与Ce3+对二水硫酸钙晶须形貌的影响

本文以稀土石膏为原材料研究了制备方法对硫酸钙晶须(CSW)形貌和结构的影响，并以二水硫酸钙(分析纯)为原材料，CeCl₃·7H₂O为铈源，探究稀土铈的加入对CSW的结构和形貌的影响。利用SEM、XRD、XPS和FL等表征手段对CSW的结构、形貌和组成及其荧光性能等进行表征和分析。研究结果表明：采用微波法可以制备高长径比的CSW,其平均长度为263μm,平均长径比为39.50。Ce³⁺以原子置换的形式进入CSW,对晶须的晶体结构不产生影响，但改善了CSW的形貌。添加2%(质量分数)的Ce³⁺能够促进晶须向一维生长，使得CSW的长径比显著增加，而过量的Ce³⁺会促使晶须横向生长。研究证明稀土石膏中含有微量的稀土元素Ce,同时发现由稀土石膏制备的CSW具有发射蓝光的特性，这对开发利用稀土石膏具有重要的理论指导意义。     

含镨稀土抛光粉的制备及其抛光性能研究

通过采用碳酸镧(铈、镨)为前驱体,经氟化、高温焙烧、机械湿磨的方法得到稀土抛光粉,研究了不同掺镨量对稀土抛光粉的物相结构、表面形貌、粒度、密度、抛蚀量的影响。通过XRD分析得出结论:La2O3,Pr6O11固溶于CeO2的晶格结构中,并且出现了新的物相LaOF;随镨掺量的增大,LaOF的衍射峰强度不断增加,晶化程度不断增加;CeO2的XRD特征峰向左偏移,晶胞参数变大,晶面间距变大。通过粒度分析得出结论:随镨掺量的增加,抛光粉的中位粒径出现了先减小后增大的规律性变化。通过抛蚀量测试得出结论:随镨掺量的增加,抛光粉的抛蚀量出现了先增大后减小的变化。掺镨稀土抛光在镨含量为4.8%时,具有最小的中位粒径、较好的表面形貌和最大的抛蚀量。     

超声法合成CePO4纳米线及发光性能研究

用CeO2作为铈源,采用可重复利用的H3PO4及非模板剂的情况下,用低温超声法成功合成了六方结构的CePO4一维纳米线材料。用X-射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和荧光分光光度计(FL)测试样品的物相结构、微观形貌、颗粒尺寸和发光性能;并研究超声时间和PO3-4/Ce3+摩尔比对产物的形貌和荧光性能的影响。结果表明:实验所做出的样品全部是六方晶系的结构,形貌都为一维纳米线,其纳米线长50~200nm,宽5~40nm左右;不同超声时间和PO3-4/Ce3+摩尔比的纳米线长径比不同,随超声时间的延长和PO3-4/Ce3+摩尔比增大纳米线出现团聚现象,产物在250~300nm处有宽的激发峰,在378nm处有一个发射峰,是属于Ce3+的5d-4f能级跃迁。     

表面改性对CeO2纳米粉体特性的影响

研究了表面改性对CeO2纳米粉体特性的影响，采用表面活性剂．十二烷基硫酸钠对CeO2粉末颗粒表面进行了改性。未改性和改性的纳米氧化铈用粉体综合性能测试仪、激光粒度仪、比表面积测试仪、X射线仪、扫描电子显微镜进行了表征。结果表明，用十二烷基硫酸钠表面改性能提高纳米氧化铈的流动性和分散性，减小比表面积和团聚，同时也对CeO2粉体颗粒表面改性的机制进行了探讨。     

SrMoO4:Sm3+,Na+红色荧光粉的形貌调控和发光性能

以Sm³⁺为激活剂,Na⁺为电荷补偿剂,柠檬酸为配位剂,乙二醇作为辅助配位剂,采用溶胶-凝胶法合成前驱体,然后在800℃下焙烧,成功制备了一系列SrMoO₄：Sm³⁺,Na⁺红色荧光粉。用X射线衍射仪、扫描电镜、荧光光谱和傅里叶变换红外光谱等手段对样品的物相、形貌、组成、发光性能和量子效率等进行测试和表征。分析结果表明：制备的SrMoO₄：Sm³⁺,Na⁺荧光粉均为四方晶系结构,掺杂离子的加入对基质晶体结构影响不大。在403 nm近紫外光激发下,产物有4个发射峰,分别位于563、600、647和707 nm处,归属于⁵G_5/2→⁶H_J（J=5/2,7/2,9/2,11/2）的电子跃迁,其中位于647 nm处的主发射峰的相对发光强度最大。当Sm³⁺的掺杂物质的量分数为1%~3%时,发光强度最好,当浓度超过1%~3%时,会发生荧光猝灭。对实验数据进行分析,确定荧光猝灭机理是由于钐离子间交换作用引起的,并计算了能量传递的临界距离为1.77~2.56 nm。此外,还详细研究了乙二醇对SrMoO₄：Sm³⁺,Na⁺荧光粉形貌的影响,研究结果表明：乙二醇加入量为5 mL时,产物形貌均匀,呈球形或椭球形;且分散性较好;荧光强度最大。     

草酸盐沉淀法制备超细氧化铈的研究

研究了草酸盐沉淀法制备超细氧化铈粉体的工艺.通过正交实验,研究了沉淀方式、沉淀剂的浓度、硝酸铈的浓度、反应温度、滴加速度等沉淀条件对氧化铈颗粒粒径的影响,找出了制备纳米氧化铈的最佳沉淀工艺条件.利用DTA/TG对氧化铈样品前驱体的热分解行为进行了分析,研究了培烧和干燥条件对氧化铈粒径和比表面积的影响,由此确立了制备氧化铈合适的焙烧和干燥条件.结果表明采用草酸盐反向沉淀法可以得到超细氧化铈粉体,其体积中心粒径D50为1.011μm、比表面积为42.69m2·g-1,晶体结构为立方晶系,CAF2萤石型结构,形状呈薄片状,分散性较好.     

光谱法研究稀土离子钇(Ⅲ)与牛血清白蛋白的相互作用

用荧光光谱和紫外-可见吸收光谱研究了稀土金属离子Y3+与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。实验结果发现:Y3+对BSA的紫外吸收光谱具有增强作用,而对荧光光谱具有较强的荧光猝灭作用且峰位明显蓝移20～25 nm。用Stern-Volmer方程分别对实验数据进行分析,得出结论:Y3+对BSA的荧光猝灭作用是属于静态荧光猝灭,Y3+与BSA反应生成了新的复合物,发生了分子内的非辐射能量转移。求得相互作用过程的结合常数(KA)和热力学参数(ΔΗ、ΔS、ΔG),确定了它们之间的主要作用力是范德华力、氢键等,但静电作用力也不可忽略。同步荧光光谱法表明Y3+对牛血清白蛋白的构象有影响。