稀土纳米复合氧化物RE2O3：Eu（RE=Y，Gd）的制备及特性

以甘氨酸辅助的燃烧法和非晶态稀土DTPA配合物前驱体热分解法制备了Y2O3:Eu和Gd2O3:Eu纳米材料。X射线衍射表明燃烧法和配合物前驱体热分解法制备的纳米Y2O3：Eu均为立方相,而GdO3:Eu纳米材料则随制备条件不同可得到立方相或单斜相两种产物,发射光谱证实了这一结论。通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜对不同方法制备的纳米材料的尺寸、形貌也进行了表征。     

Y2O3:Eu纳米晶的硝基取代苯甲酸配合物固相热解制备和性能

以苯甲酸、邻硝基苯甲酸、间硝基苯甲酸、对硝基苯甲酸、3,5 二硝基苯甲酸等为配体制备了Y3+、Eu3+二元配合物,配合物中Y3+与Eu3+的摩尔比为9：1.利用这些配合物的爆炸式热分解特性通过固相热解反应制备了一系列Y2O3:Eu纳米晶.透射电镜观察,可以看出所得纳米晶呈球形,粒度介于40～60 nm,X射线衍射分析表明实验所得纳米晶属立方晶系,粒径与电镜观察所得结果基本一致；Eu3+的引入并不影响Y2O3的晶相组成；配体类型对纳米晶的结构没有显著影响,不过相对于硝基取代苯甲酸配合物,苯甲酸配合物热解所得Y2O3∶Eu纳米晶团聚严重；退火温度显著影响纳米晶粒度,退火温度高,纳米晶粒度大,反之亦然.荧光光谱测定表明所有Y2O3∶Eu纳米晶具有相似的发光行为,其中以苯甲酸配合物分解所得Y2O3:Eu纳米晶发光性能最为优越.     

Gd2O3∶Eu3+纳米棒的制备与发光性能

在表面活性剂辅助的水热条件下合成出尺寸均一的Gd2O3∶Eu3+纳米棒, 对其结构和荧光性质进行了表征, 并对其生长机理进行了初步讨论. XRD结果表明, 水热前驱体样品为六方晶相的Gd(OH)3, 经过灼烧之后样品为立方相的Gd2O3. TEM照片表明, 所得样品为直径60 nm、长度约600 nm的纳米棒. 荧光光谱表明, 在波长为254 nm 的紫外光激发下, Gd2O3∶Eu3+纳米棒产生了不同于前驱体的特征红光发射, 对应于Eu3+ 的5D0-7F2跃迁, 表明Gd2O3是红色发光材料的良好基质.     

热分解法制备Y_2O_2S∶Eu~(3+)纳米粒子(英文)

采用热分解法和硫熔法分别合成了纳米Y2O2S∶Eu3+和体相Y2O2S∶Eu3+。其中硫氧化钇纳米粒子的制备是以水热法合成的Y(OH)3为前驱体,随后在激活剂和硫的共同作用下焙烧得到的。结果表明,所得Y2O2S∶Eu3+为单一纯相纳米粒子,粒径分布集中,大小约80nm,而前驱体Y(OH)3为纳米棒状,形貌上的这一巨大变化是由激活剂和硫粉在高温煅烧过程所形成的熔融物的腐蚀作用造成的。荧光光谱分析表明,Eu3+能有效地掺入硫氧化钇基质中,并具有良好的发光性能。此外,还探讨了纳米粒子的形成机理。     

Y2O3:Eu纳米晶的硝基取代苯甲酸配合物固相热解制备和性能

以苯甲酸、邻硝基苯甲酸、间硝基苯甲酸、对硝基苯甲酸、3，5－二硝基苯甲酸等为配体制备了Y^3 、Eu^3 二元配合物，配合物中Y^3 与Eu^3 的摩尔比为9：1，利用这些配合物的爆炸式热分解特性通过固相热解反应制备了一系列Y2O3：Eu纳米晶。透射电镜观察，可以看出所得纳米晶呈球形，粒度介于40－60nm，X射线衍射分析表明实验所得纳米晶属立方晶系，粒径与电镜观察所得结果基本一致；Eu^3 的引入并不影响Y2O3的晶相组成；配体类型对纳米晶的结构没有显著影响，不过相对于硝基取代苯甲酸配合物，苯甲酸配合物热解所得Y2O3：Eu纳米晶团聚严重；退火温度显著影响纳米晶粒度，退火温度高，纳米晶粒度大，反之亦然。荧光光谱测定表明所有Y2O3：Eu纳米晶具有相似的发光行为，其中以苯甲酸配合物分解所得Y2O3：Eu纳米晶发光性能最为优越。     

核壳型Gd2O3:Eu3+@Y2O3纳米发光材料的制备与发光性能

采用均相沉淀法制备了均匀球形的Gd2O3:Eu3+@Y2O3核壳结构纳米发光材料.XRD结果表明经过800℃焙烧后样品为立方晶系的Gd2O3,并且晶体发育良好,包覆Y2O3之后Gd2O3的衍射峰位置无明显变化,但随着包覆厚度的增加,出现了立方晶系Y2O3的衍射峰.FTIR谱图观测到了Gd-O,Y-O伸缩振动吸收峰,随着包覆厚度的减少吸收峰增强,认为当包覆层的厚度适当时,颗粒表面的悬空键(断键)变少,Gd(Eu,Y)-O键增多所致.SEM表明包覆前后样品为均匀分散的球形结构.XPS分析进一步证明了表面包覆上了Y2O3.荧光光谱表明:纳米Gd2O3:Eu3+表面包覆不同厚度的基质Y2O3后,均观测到Eu3+离子的特征红光发射,当包覆厚度R=4:1时的发光强度比未包覆的Gd2O3:Eu3+增强,认为核-壳型样品降低了纳米Gd2O3:Eu3+的表面效应给发光强度带来的负面影响.     

Gd3Ga5O12∶Eu3+发光纳米晶的燃烧合成及性质

以尿素为燃烧剂,乙二醇为分散剂采用燃烧法制备了Gd3Ga5O12∶Eu3+纳米晶。利用X射线衍射、电镜和荧光光谱对前驱体和热处理后样品的结构、形貌和发光性能进行了表征。XRD结果表明:700℃热处理2 h即可获得立方结构Gd3Ga5O12∶Eu3+纳米晶。根据Scherrer公式估算经700℃和900℃热处理2 h获得的纳米晶的一次性粒径分别为28 nm和42 nm。发射光谱和激发光谱的结果表明:特征发射峰来自于5D0-7FJ跃迁,而来自于Eu3+的5D0→7F1的磁偶极跃迁发射最强;宽激发带主要来自于Eu-O电荷迁移带和Gd3Ga5O12基质吸收。发射强度和激发强度随热处理温度的提高而增强。     

纳米晶Y_2O_3∶Eu~(3+)的合成及其热分析动力学

以Y(NO3)3、Eu2O3、CO(NH2)2为原料,使用超声波作用下的均匀沉淀法合成了纳米晶荧光粉Y2O3∶Eu3+。利用不同升温速率的热重及差热分析研究了纳米晶Y2O3∶Eu3+的合成动力学及晶粒生长动力学。研究表明,纳米晶Y2O3∶Eu3+的前驱体分解过程可分为3个步骤,利用Doyle-Ozawa法和Kissinger法分别计算了各个反应阶段的表观活化能,用Kissinger法确定每个反应阶段的反应级数和频率因子,并给出了各个阶段的动力学方程。根据晶粒生长动力学理论计算纳米荧光粉Y2O3∶Eu3+晶粒生长活化能为17.80kJ·mol-1,表明热处理过程中纳米晶粒的长大为扩散生长机制。     

Gd_2O_3:Eu~(3+)纳米棒的制备与发光性能

在表面活性剂辅助的水热条件下合成出尺寸均一的Gd2O3:Eu3+纳米棒,对其结构和荧光性质进行了表征,并对其生长机理进行了初步讨论.XRD结果表明,水热前驱体样品为六方晶相的Gd(OH)3,经过灼烧之后样品为立方相的Gd2O3.TEM照片表明,所得样品为直径60 nm,长度约600 nm的纳米棒.荧光光谱表明,在波长为254 nm 的紫外光激发下,Gd2O3:Eu3+纳米棒产生了不同于前驱体的特征红光发射,对应于Eu3+ 的5D0-7F2跃迁,表明Gd2O3是红色发光材料的良好基质.     

铽含量对硫氧化钇纳米发光材料荧光性能的影响

用燃烧法制备了不同Tb3+掺杂量的Y2O2S:Tb3+纳米发光材料,同时用高温固相法制备了不同Tb3+掺杂量的Y2O2S:Tb3+体相材料,X射线晶体衍射结果表明,制备的纳米材料和体相材料均为单一的Y2O2S相.由Debye-Scherre公式估算得到纳米颗粒的平均粒径大约为10 nm.讨论了纳米材料和体相材料Y2O2S:Tb3+中Tb3+的掺杂浓度对荧光性能的影响.激发光谱表明纳米材料的基质吸收带与体相材料相比向高能端移动了6nm,应用久保理论对此进行了定性的解释.     

白光LED用(Y_xGd_(1-x))(P,W)O_4:Eu红色荧光粉的发光性能研究

采用高温固相方法合成了(YxGd1-x)(P0.5W0.5)O4:Eu0.15粉末状发光材料,经X衍射分析结构发现,当Y3+/Gd3+≤3∶7时,样品主要由Gd2WO6相和Gd PO4相组成,当Y3+/Gd3+接近或等于1∶1时,合成的样品由Gd2WO6相、Gd PO4相和Gd0.5Y0.5PO4相三相组成,当Y3+/Gd3+≥7∶3时,合成的样品由Gd2WO6相与Gd0.5Y0.5PO4相组成。研究了样品在蓝光激发下的光谱性质,讨论了Y3+/Gd3+的掺杂对材料发光性能的影响,发现当Y3+/Gd3+=7∶3时,样品发光强度最高。在蓝光激发下,样品的发射光谱主峰在611.5 nm,对应于Eu3+的5D0→7F2电偶极跃迁。在添加助熔剂试验中发现,粉体中加入NH4NO3做助熔剂效果最好,其最佳掺入浓度为3%(质量分数)。     

表面活性剂组装的Y2O3∶Eu纳米管及其位置选择光谱

利用表面活性剂为模板, 通过自组装制备出了具有管状结构的Y2O3∶Eu纳米材料. 透射电子显微镜证实了管状结构的形成. 在紫外光的激发下, Y2O3∶Eu纳米管表现出与纳米颗粒不同的发光性质. 由电荷迁移带和低温下的激光选择激发光谱可以推测, 处于纳米管壁内部的发光中心具有较为确定的格位对称性, 其发射光谱具有清晰的光谱结构. 由于表面缺陷的存在, 纳米管壁近表面的Eu3+离子处于较为复杂的微环境中, 其发射光谱表现为非均匀展宽的光谱线形.     

Ce-Zr-O固溶体的制备和表征

采用硝酸盐直接分解法、共沉淀法、苹果酸溶胶 凝胶法和柠檬酸溶胶 凝胶法制备了Ce Zr O复合氧化物并进行了表征。溶胶 凝胶法制得的Ce Zr O为立方的Ce0 .5Zr0 .5O2 复合氧化物 (其中少量具有立方性质的t″相 ) ,而直接分解和共沉淀法制得的是由立方Ce0 .8Zr0 .2 O2 和四方Ce0 .2 Zr0 .8O2 固溶体组成的复合氧化物。不同制备方法制得的样品由于物相组成不同 ,还原性能也有较大差别。差热分析和X射线衍射分析结果表明 ,凝胶在燃烧的同时生成了Ce0 .5Zr0 .5O2 固溶体。     

基于软硬酸碱理论的单分散中重稀土硫氧化物纳米板的可控合成

根据软硬酸碱理论, 中重稀土+3价离子硬度高, 与S^2-离子亲合能力弱, 而与O^2-离子亲合能力强, 因此很难通过基于高沸点有机溶剂的前驱体热分解法合成中重稀土硫氧化物纳米材料. 发展了制备掺杂或非掺杂的中重稀土(Eu, Gd, Er, Y, Yb)的单分散硫氧化物纳米板的前驱体热分解方法. 密度泛函理论计算表明, 从轻稀土元素到中重稀土元素, 合成硫氧化物所需要的硫元素化学势逐渐升高. 实验结果表明: 在油胺中以H₂S气体为硫化试剂, 以分解温度低的稀土乙酰丙酮盐为前驱体在280 ℃条件下反应, 可以有效提高反应体系中硫元素的化学势, 从而利于目标硫氧化物纳米晶的生成. 其中, 所获得的Y₂O₂S:Eu纳米板在251 nm紫外光激发下可发出红色荧光; 而与体相材料相比, 因其表面原子比例很高且晶化度较低, 导致其荧光寿命较短、量子产率较低.     

纳米(Y0.95Eu0.05)2O3及其SiO2气凝胶介孔组装体的制备与光致发光

采用尿素溶胶法合成(Y0.95Eu0.05)2O3纳米粉,用超临界干燥技术制备了n-(Y0.95Eu0.05)2O3/SiO2气凝胶介孔组装体。结果表明,当Y3+∶　Eu3+=20∶　1,均相反应时间为4 h,且经680℃、 4 h灼烧热处理后得到的n-(Y0.95Eu0.05)2O3中, 光致发光强度最大（发光峰位于612 nm),以Si与 2Y摩尔比为1∶　7的n-(Y0.95Eu0.05)2O3/SiO2气凝胶介孔组装体,经同样条件热处理后,光致发光强度达不到n-(Y0.95Eu0.05)2O3的红光发射强度,而且峰位出现红移（发光峰在616 nm）。对产生上述发光强度减弱和峰位红移现象进行讨论。     

偏硼酸锶系列发光材料的制备及其发光性能研究

利用液相共沉淀法制备了SrB2O4 4H2O和SrB2O4 4H2O∶Eu3+,利用高温焙烧前驱体法制备了SrB2O4和SrB2O4∶Eu3+发光材料,通过X射线粉晶衍射(XRD)、X射线能谱分析(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对产物进行了表征.通过荧光光谱研究了其发光性质,并考察了反应时间及Eu3+掺杂浓度对发光强度的影响.结果表明,基质SrB2O4 4H2O和SrB2O4在紫外区具有较强的发光性能,SrB2O4 4H2O∶Eu3+和SrB2O4∶Eu3+均在613 nm有最强发射峰.通过调整反应时间和提高掺杂量,可以克服结构水的猝灭作用的影响,大大提高SrB2O4 4H2O∶Eu3+发光性能,且具有更高的红橙比,是一种良好的新型发光基质.     

Y_2O_3∶Eu荧光粉表面包覆In_2O_3的研究

采用高温固相法合成了FED用Y2O3∶Eu红色荧光粉,为提高其导电性,采用表面成膜包覆法对其进行了In2O3包膜研究。通过XRD,Zeta电位,SEM及低压光谱分析等检测手段分析了包膜前后Y2O3∶Eu的晶体结构、电位、形貌与发光性能,探索了包膜工艺。结果表明:在Y2O3∶Eu表面包覆3%的In2O3能有效改善荧光粉的发光亮度,这种改善的可能原因是包覆In2O3改善了Y2O3∶Eu晶粒表面的导电性。     

氯化稀土与丙氨酸配合行为的研究

用半微量相平衡方法研究了SmCl~3-Ala-H~2O三元体系在25℃时的溶解度。结果表明体系中形成了两种配合物: Sm(Ala)~2Cl~3.3H~2O和Sm(Ala)~3Cl~3.3H~2O,合成了RE(Ala)~3Cl~3.3H~2O(RE=La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy),RE(Ala)~2Cl~3.nH~2O(RE=La, Ce, Pr, Nd, Sm, n=3; RE=Ho, Yb,Y, n=4)与RE(AlA)Cl~3.6H~2O(RE=Eu, Gd,Tb, Dy, Ho, Yb, Y)二十四种固体配合物, 用化学分析、IR、UV、X射线分析及TG-DTG对配合物进行了表征, 发现了RECl~3与Ala形成配合物的规律性。     

Gd_3Al_5O_(12)∶Eu~(3+)柠檬酸盐硝酸盐燃烧法合成及其发光性能研究

采用柠檬酸盐硝酸盐燃烧法,在较低的温度(900℃)下成功地合成单一晶相Gd3Al5O12∶Eu3+发光粉体,紫外激发荧光光谱分析表明,粉体615 nm和593 nm荧光发射源于Eu3+的5D0-7F2和5D0-7F1跃迁.该方法中各工艺条件(如pH值、柠檬酸/金属离子比、煅烧温度)对Gd3Al5O12∶Eu3+发光性能均有影响,通过试验得出了获得最佳发光性能荧光粉体的工艺参数.     

(Y,Gd)VO_4∶Eu~(3+)的紫外-真空紫外发光特性

用高温固相法合成了Y1-xGdxVO4∶Eu3 (0≤x≤1)系列单相样品并研究了其发光特性。在254nm激发下,观察到最大强度位于619nm的红色发射峰且其强度在Y/Gd=0.4/0.6时达到最大。在147nm激发下的发射峰与紫外下的一致,发射强度也是在Y/Gd=0.4/0.6时达到最大,大约是商用(Y,Gd)BO3∶Eu3 荧光体的65%。619nm监控下的真空紫外激发光谱由峰值位于158nm,204nm,247nm以及300nm的系列激发带组成,归属于钒酸根的基质吸收以及Gd3 、Y3 和Eu3 的电荷迁移带吸收。相对(Y,Gd)BO3∶Eu3 中Eu3 占据中心对称格位,(Y,Gd)VO4∶Eu3 中Eu3 占据非中心对称格位,其真空紫外下光谱色纯度更好。色坐标分别为(0.632,0.355),(0.672,0.328)。