Nd3+/Yb3+离子共掺的氧化钛基上转换发光玻璃的热学和力学性能

利用气悬浮无容器技术制备出了Nd³⁺/Yb³⁺稀土离子共掺杂的TiO₂-La₂O₃-ZrO₂(TLZ)发光玻璃. 利用差热分析(DTA)技术研究了该类新型稀土掺杂TiO₂基上转换发光玻璃的热稳定性,主要包括玻璃化转变温度、析晶起始温度以及析晶峰值温度. 并采用两种热分析动力学计算方法得到TLZ玻璃的析晶活化能值和指前因子.本文还研究了TLZ 发光玻璃的力学性能,发现其维氏硬度大小为7.50 GPa,断裂韧性大于1.20 MPa·m^1/2. 此外,还对TLZ玻璃在808 nm激光激发下的上转换发光性能进行了研究,实验结果显示光谱中有三个强发射谱峰. 优异的上转换发光性能以及良好的热稳定性和机械性能表明,这类新材料在上转换器件的实际应用中具有很大的潜力.     

纳米TiO2基质掺杂稀土离子Er3+和Yb3+的上转换发光特性

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂稀土离子Er3 及Er3 /Yb3 的TiO2纳米晶体,考察了样品在980 nm激发光源作用下,不同的稀土离子掺杂量、不同的焙烧温度、不同的激发温度等对其上转换发光特性的影响,并对Er3 /Yb3 共掺杂的上转换发光机制进行了探讨.     

Er3+-Yb3+共掺纳米TiO2上转换光催化杀菌作用研究

采用溶胶凝胶法合成了稀土离子Er^3＋-Yb^3＋共掺杂的纳米TiO2晶体粉末,利用XRD,UV-VIS吸收光谱及上转换发射光谱对其结构和光学特性进行了表征．以致病性嗜水气单胞菌为实验菌株,以980nm激光为激发光源,考察了室温下Er^3＋-Yb^3＋共掺杂纳米TiO2的光催化杀菌性能．结果表明,稀土离子掺杂的纳米TiO2可以通过上转换发光的途径增加TiO2对可见光的利用率,从而实现TiO2在可见光和近红外光范围的光催化氧化杀菌作用．     

Er~(3+)-Yb~(3+)掺杂SiO_2-SrO-NaF玻璃陶瓷的制备及表征

采用熔融晶化法制备了主晶相为SrF_2的Er~(3+)-Yb~(3+)共掺透明氟氧化物玻璃陶瓷,利用DSC、XRD、SEM、UV-Vis-NIR和荧光光谱对样品的结构、形貌、发光性能进行了测试与表征。研究表明:该体系玻璃最佳热处理温度为620℃,最佳热处理时间为2h,并讨论了Yb~(3+)不同掺杂浓度对Er~(3+)-Yb~(3+)共掺玻璃陶瓷样品上转换发光性能的影响,确定Er~(3+)-Yb~(3+)最佳掺杂浓度比为1∶7,同时观察到了明亮的绿光(522,540 nm)和较弱的红光(656 nm),对Er~(3+)和Yb~(3+)之间的能量传递过程进行了讨论。     

CaF_2微晶玻璃的一步法制备及Eu~(3+)离子探针特性

以组成为n(SiO_2)∶n(Al2O3)∶n(CaO)∶n(CaF_2)∶n(NaF)∶n(B_2O_3)=40∶20∶10∶10∶15∶5的微晶发光玻璃为基质,采用一步析晶法制备了CaF_2析晶相.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量散射谱仪(EDS)和荧光分光光度计等对样品结构、组成及光谱性能进行分析,探讨了Eu3+掺杂浓度和析晶温度对微晶玻璃发光性能的影响.实验结果表明,在850℃下处理可获得分布均匀、粒径尺寸为200 nm的CaF_2析晶相,微晶玻璃的发光强度是基质玻璃的1.7倍.微晶玻璃的发射光谱在590,614,652和700 nm出现发射峰,分别对应Eu3+的5D0-7FJ(J=1,2,3,4)跃迁.通过对5D0-7F1和5D0-7F2跃迁强度的分析以及Judd-Ofelt理论参数Ω2值的计算可知Eu3+周围晶体场在析晶前后对称性发生变化.机理分析表明,析晶处理后Eu3+从高声子能量的Si-O环境进入低声子能量的Ca-F环境中,说明Eu3+可作为荧光探针研究微晶玻璃晶体结构的变化.     

不同Pr2O3含量硼铝硅酸盐玻璃析晶性能研究

采用高温熔融法制备了不同Pr2O3掺量的SiO2-B2O3-Al2O3-BaO玻璃,利用DTA,XRD,TEM以及IR等手段研究了稀土氧化物掺入量对玻璃热稳定性、析晶行为、玻璃结构的影响。结果表明：当稀土掺入量逐渐增加时,玻璃的热稳定性递减;在高于Tx的温度下进行热处理,玻璃析晶产物逐渐由PrAl2.03（B4O10）O0.54向PrBO3转变;Pr^3＋填充在[SiO4],[BO4]和[BO3]等结构单元组成的混合网络的空隙之中,网络中间离子Al^3＋随稀土氧化物的增加,发生从网络变性离子向网络形成离子的转变。     

Ho3+/Yb3+共掺ZnO-Al2O3-GeO2-SiO2玻璃陶瓷的制备和上转换发光性质

综合ZnO-Al_2O_3-SiO_2系和锗酸盐玻璃陶瓷的优点,采用熔融-晶化法首次制备了Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺以ZnAl_2O_4为主晶相的ZnO-Al_2O_3-GeO_2-SiO_2系玻璃陶瓷。因[GeO_4]四面体和[SiO_4]四面体都是玻璃网络形成体,讨论了GeO_2取代SiO_2对玻璃陶瓷样品硬度及发光性能的影响,最终确定GeO_2的取代量为10.55%(w/w)时,玻璃陶瓷综合性能最佳。在980 nm泵浦光的激发下,发现强的绿色(546 nm)和弱的红色(650 nm)上转换发光,并研究了不同Ho~(3+)/Yb~(3+)掺杂比对样品上转换发光的影响,最终结果表明当Ho~(3+)/Yb~(3+)掺杂比为1∶11(n/n)时样品荧光强度最强,在绿色上转换发光材料方面具有潜在的应用。     

Yb^(3+)/Er^(3+)双掺杂的NaYF_(4)上转换纳米功能材料的制备与设计优化北大核心CSCD

为合成单分散、形貌尺寸均一、高上转换发光的稀土上转换纳米功能材料,本文以稀土氯化物为反应前驱体,采用溶剂热法合成Yb^(3+)/Er^(3+)双掺杂的NaYF_(4)上转换发光纳米材料,并对稀土元素掺杂比例、反应时间、反应温度、油酸体积分数等影响材料结构、形貌和发光性能的条件进行了优化。结果表明,最佳稀土元素掺杂比例为78%Y^(3+)∶20%Yb^(3+)∶2%Er^(3+),反应时间90 min,反应温度300℃,油酸体积分数15.5%。在最佳条件下,本研究合成的NaYF_(4)∶Yb^(3+),Er^(3+)纳米材料形貌呈六方晶型,直径约为30 nm,与标准卡片匹配良好;在980 nm近红外光激发下,该纳米材料在529 nm、542 nm以及657 nm处均可以观察到Er^(3+)的特征发射峰,且发射出明亮的绿色荧光。本研究为后续制备修饰有不同功能基团的NaYF_(4)∶Yb^(3+),Er^(3+)纳米材料及其应用奠定了基础。     

银纳米晶对铒镱共掺的TeO_2-WO_3-La_2O_3微晶玻璃发光性能的影响（英文）

通过熔融退火的方法以及热处理技术制备得到含有Er_2WO_6,La_2WO_6晶体的TeO_2-WO_3-La_2O_3-Er_2O_3-Yb_2O_3微晶玻璃,该玻璃具有优异的上转换发光性能。结果表明,在含银纳米晶的碲酸盐微晶玻璃中,银纳米晶和微晶的析出情况与银纳米晶的引入方式和热处理温度有关。经过390℃下15 min的热处理后,AgCl和AgNO_3共掺的碲酸盐微晶玻璃比单掺AgCl或AgNO_3的碲酸盐微晶玻璃具有更高的发光强度。银纳米晶与微晶的引入可协同提高碲酸盐玻璃的上转换发光性。     

稀土离子掺杂的AgLa(WO4)2枝状纳米材料的合成与上转换发光性质

通过无模板的水热方法合成了AgLa(WO4)2树枝状纳米晶,没有表面活性剂等模板的介入,使反应变得简捷、绿色和经济. 综合利用多种测试手段对所得材料进行了表征,如X-射线粉末衍射,扫描电子显微镜,透射电子显微镜等,并根据实验结果的分析提出了扩散限制生长（DLA,diffusion-limited aggregation）模型. AgLa(WO4)2树枝状纳米晶可以作为稀土离子掺杂的主体材料,这种掺杂稀土离子（Yb3+, Er3+, Tm3+）的纳米晶在980 nm激光激发下展示丰富的上转换发光颜色. 根据上转换光谱详细研究了AgLa(WO4)2:RE3+树枝状纳米晶在980 nm激光激发下的上转换发光性质和发光机理.     

Eu~(3+)离子掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化降解甲基兰溶液的研究

采用溶胶-凝胶法制备了系列不同原子摩尔比的Eu3+离子掺杂纳米TiO2光催化剂,通过XRD,SEM和UV-V is等测试手段对纳米TiO2晶型、颗粒度大小、形貌以及光学性能进行了表征;并以甲基兰溶液为目标物,对所制备样品的光催化活性进行了研究。结果表明,稀土Eu3+离子的掺杂能有效抑制纳米TiO2的晶型的转变进而减小晶粒尺寸、提高分散度;稀土Eu3+离子的掺杂使TiO2光催化剂紫外-可见吸收有一定的蓝移,并在可见区有一定的吸收峰;稀土Eu3+离子的掺杂有效提高了TiO2光催化剂的活性,并在本实验条件下,当掺杂原子摩尔比为1%、退火温度500℃时,对甲基兰溶液的光催化活性最强。     

钛酸盐红色长余辉陶瓷的制备与表征

以高温熔融法制备了钛酸盐为基质的红色长余辉陶瓷,研究氧化物及稀土氧化物改变对陶瓷发光性能的影响,用荧光光谱仪及X射线衍射仪对所制备的陶瓷试样进行表征.结果表明:添加适当的氧化物可获得均匀的玻璃并显著改善陶瓷的发光性能,共掺杂稀土离子不改变Ca0.8Zn0.2TiO3:Pr3+的发光机制.其发射峰为位于617 nm的窄带峰,对应于Pr3+的1D2→3H4的跃迁发射.添加的氧化物及稀土氧化物不改变基质的晶格,主晶相为CaTiO3.     

Li+共掺杂对Er3+-Yb3+:TiO2紫外、可见和红外发光同步增强研究

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备了Li+共掺杂的Er3+-Yb3+:TiO2粉末.976 nm激光激发下在波长350～1700nm范围内观察到了紫外、蓝色、绿色和红色上转换发光和红外下转换发光.随着Li+共掺杂浓度由0增大到20mol%,Er3+-Yb3+:TiO2的紫外、可见和红外发光强度同步增强.低Li+共掺杂浓度引起的Li+固溶以及高Li+共掺杂浓度引起的相变过程相继破坏了Er3+的晶体场对称性,导致紫外、可见和红外发光显著增强.结果表明共掺杂Li+是一种提高Er3+掺杂材料发光性能的有效方法.     

铒离子掺杂的含LaF3纳晶氟氧化物玻璃陶瓷的制备及其发光性能

主要研究了热处理制度对掺杂Er^3＋离子的含有LaF3纳米晶体的氟氧化物玻璃陶瓷的上转换发光和近红外发光性质的影响。制备了ErF3掺杂的SiO2-Al2O3-Na2O-LaF3系统玻璃，将其在不同温度下处理不同的时间，测试其上转换和近红外的发光行为的变化，并相应进行了XRD测试，基于XRD数据计算了晶粒大小和结晶度，考察了热处理制度对该材料微观结构及发光性能的影响。结果表明：在一定的温度下保温，LaF3晶体从玻璃基体中析出，并且随着热处理温度的升高和时间的延长，晶粒不断长大，结晶度持续增加，因为上转换的发光与基质的声子环境密切相关，所以随着氟化物晶体的增多，相应的玻璃陶瓷的上转换发光的强度也增大，而在氟氧化物玻璃中检测不到上转换发光。但是，对于近红外1530nm处的铒离子发光，氟化物晶体的析出对于其发光性质并没有太大的影响。     

染料敏化La~(3+)掺杂的TiO_2纳晶薄膜制备及其光电性能

采用溶胶-凝胶法制备出La3+掺杂的TiO2纳米粉体材料,通过料浆喷涂工艺制得掺杂La3+的TiO2薄膜并将其以N719染料敏化制成染料敏化太阳能电池(DSSC)。以X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和DSSC测试系统对制得的La3+掺杂的TiO2纳米粉体材料、相应的La3+掺杂的TiO2薄膜以及制成的DSSC分别进行测试表征,研究了La3+掺杂对TiO2晶型和染料敏化太阳能电池性能的影响。XRD测试结果表明,La3+的掺杂改善了TiO2的颗粒分布;电池的测试结果说明,La3+掺杂量为0.5%,煅烧温度为450℃时制备的纳米TiO2膜DSSC电池性能最佳,光电转换效率达1.926%。     

Er3+/Yb3+共掺杂SrF2纳米晶的合成及上转换发光特性

利用水热法以聚乙二醇作为分散剂合成了Er3+和Yb3+共掺的SrF2纳米晶.在980 nm半导体激光器激发下.研究了不同Er3+离子掺杂浓度对发光性能的影响,确定了最佳掺杂浓度比,讨论了退火温度对样品发光的影响及样品的协作敏化和声子辅助共振能量传递的上转换发光机制.用X射线衍射和透射电镜对样品的结构和粒度进行了分析.研究结果表明:用水热法在180℃保温13 h下,合成的样品粒径约为50 nm;当CYb3+CEr3+=4:1,而对Er3+掺杂浓度为1.3mol%时,样品上转换发光强度达到最强.     

试验优化设计Er3+-Yb3+共掺杂Gd2Ti2O7上转换发光特性

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法制备了Er~(3+)-Yb~(3+)共掺杂Gd2Ti2O7纳米晶粉末,通过试验优化设计的理论建立了Er~(3+)-Yb~(3+)掺杂浓度与发光强度的回归方程,利用遗传算法优化计算出方程的最优解Er~(3+)、Yb~(3+)掺杂浓度分别为5.60%(物质的量分数)和13.43%。Er~(3+)-Yb~(3+)共掺杂Gd2Ti2O7纳米晶粉末为单一面心立方Gd2Ti2O7相结构,随Yb~(3+)共掺杂浓度增加,X射线衍射峰逐渐向高角偏移。在976 nm激光激发下,Er~(3+)-Yb~(3+)共掺杂Gd2Ti2O7获得了分别对应于Er~(3+)的2H11/2/4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁的绿色和红色上转换发光,且绿色和红色发光均为双光子吸收过程。研究了最优样品上转换发光与温度之间的关系,发现绿色上转换发光具有优良的温度传感特性,对红色上转换发光的温度猝灭进行了解释。     

铒硼硅酸盐稀土玻璃的析晶行为

高含量稀土玻璃在激光防护材料方面具有重要的应用,通过对稀土玻璃析品行为的研究.有助于制备出透明的高稀土含量稀土玻璃.分别制备了透明的铒硼硅酸盐稀土玻璃和富B2O3、富SiO2、富Al2O3的铒硼硅酸盐稀土玻璃,并在1100℃下对各种玻璃样品进行热处理.采用XRD,SEM等分析测试方法对Er2O3-B2O3-SiO2-Al2O3系玻璃的析晶行为进行研究,并探讨了玻璃组成对析晶产物的影响.结果表明,铒硼硅酸盐稀土玻璃的局部结构与ErBO3晶相的结构具有一定的相似性;富B2O3,富SiO2、富Al2O3的铒硼硅酸盐稀土玻璃会发生失透现象.稀土玻璃发生失透是由玻璃析晶引起的,其中铒硼硅酸盐稀土玻璃中最易析出的晶相是ErBO3.     

局域结构依赖的稀土上转换发光

稀土掺杂上转换发光纳米材料作为一种新型的荧光材料,因其发光性能优异、化学性质稳定以及自发荧光干扰小等优点受到国内外研究者的广泛关注.如何实现稀土上转换发光性能的可控调节一直是稀土纳米发光材料研究中的一个热点问题.简要总结了近年来关于局域结构依赖的稀土上转换发光性能的研究进展,分别从结构设计和晶体结构调节两个方面展开,主...     

Na2SiF6对Er3+, Yb3+共掺杂上转换发光材料颗粒度的影响

合成了Er3+, Yb3+共掺杂的纳米级上转换发光材料.针对稀土离子Er3+, Yb3+共掺杂上转换发光材料的制备过程, 研究了络合剂和Na2SiF6对控制最终产物颗粒度的作用, 指出络合剂和Na2SiF6的共同作用有利于合成出粒度分布比较均匀的纳米级上转换发光材料, 讨论了Na2SiF6的作用机制, 并简单阐述了上转换发光材料的发展和应用.