用纳米拟薄水铝石溶胶凝胶方法制备YAG∶Ce白光二极管荧光体

用纳米拟薄水铝石颗粒的胶溶的改进溶胶-凝胶法制备了亚微米尺度的YAG∶Ce荧光体。实验发现,在1000℃干凝胶粉开始出现YAG相,在相对较低的1400℃灼烧温度下得到纯相。由于纳米尺度氧化铝颗粒的籽晶成核效应对制备各步骤的贡献,得到在1~3μm之间的较小的荧光体颗粒。在1400℃下得到的荧光体的激发和发射光谱均符合与白光二极管的荧光体的光谱要求。     

稀土水杨酸酯配合物水解法制备Er:YAG粉体及其发光性能

稀土掺杂钇铝石榴石(YAG)荧光透明陶瓷的制备首先需要合成微纳米尺度的易于在较低温度下形成纯YAG相的粉体。为此,本研究提出了一种新方法来合成铒(Er)掺杂YAG微纳米粉体。该方法是在乙醇溶剂中将铒钇铝的混合硝酸盐与水杨酸甲酯钠反应,形成可溶性的铒钇铝水杨酸甲酯配合物和难溶的硝酸钠。滤去固体硝酸钠后蒸出乙醇,得到混合配合物前驱体。将该前驱体与适量水混合水解,分离出游离的水杨酸甲酯后获得含稀土和铝的溶胶,再经干燥得凝胶,最后经煅烧获得Er:YAG粉体。合成粉体的XRD和SEM结果表明可以在较低的温度下(1000℃)得到纯YAG相产物,颗粒大小为纳米级。该粉体在980 nm泵浦光激发下,呈现出红光、绿光两个发射带,具有典型的上转换发光特征,并且当铒掺杂量为0.08时,绿光的发光强度最强。     

Ce,Pr掺杂的YAG微晶玻璃的制备及光谱性能

以Y2O3-Al2O3-SiO2-Li2O-K2O-Na2O玻璃作为Ce,Pr掺杂基质玻璃,制备出白光LED用Ce:YAG和Ce,Pr:YAG微晶玻璃.使用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、荧光光度计对微晶玻璃的晶相、微观形貌、光谱性能及荧光寿命进行了研究.结果表明:掺杂铈或铈镨共掺杂的基质玻璃在1400℃热处理得到...     

超音速气流粉碎下NiO纳米棒的低温固相制备

采用超音速气流粉碎技术低温固相合成NiO纳米颗粒前驱体,并通过在650～900 ℃下, NaCl熔盐介质中对前驱体进行焙烧,制备得到NiO纳米棒。采用XRD、SEM、TEM测试技术对NiO前驱体、NiO纳米棒的结构和形貌进行了表征。结果表明,前驱体为直径约25 nm球形颗粒,随着焙烧温度升高,逐渐生成直径为300 nm,长度约十几微米的纳米棒。反应过程中熔盐介质是纳米颗粒前驱体生长的关键因素。     

Nd:YAG纳米粉体的制备和光谱性质

采用共沉淀方法，以碳酸氢铵（NthHC03）为沉淀剂制备得到Nd：YAG前驱物，将其在不同的温度下煅烧并采用红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、荧光光谱分析等技术对样品进行了表征。在900～1000℃下煅烧前驱物，出现YAP和YAM中间相并对共沉淀法中间相出现的原因进行了分析；获得纯YAG晶相的煅烧温度为1100℃，晶粒粒度分布约为40～80nm，具有良好的分散性。光谱研究表明Nd：YAG纳米粉体的发光性能良好，其红外光谱及荧光光谱与单晶无明显的差异。     

铈、钐掺杂YAG微晶玻璃制备及光谱性能

以Y2O3-A l2O3-S iO2-L i2O-K2O-Na2O玻璃作为Ce,Sm掺杂基质玻璃,制备出白光LED用YAG:Ce和YAG:Ce,Sm微晶玻璃。利用X射线衍射、荧光光度计对微晶玻璃的晶相、光谱性能及荧光寿命进行了研究。结果表明:掺杂铈或铈钐共掺杂基质玻璃在1400℃热处理得到的几乎是纯YAG晶相;并且YAG:Ce和YAG:Ce,Sm微晶玻璃在454 nm有特征激发峰,说明它们能被蓝光芯片有效激发;在蓝光芯片激发下,YAG:Ce微晶玻璃在480~700 nm产生有效发射,发射光谱中心波长531 nm,同时铈钐共掺微晶玻璃在566,602,615,650 nm都有窄的发射峰,可以提高LED s的显色性、降低色温;此外,浓度掺杂实验表明钐的较好掺杂浓度范围是Ce:Sm为10∶2~10∶10;YAG:Ce和YAG:Ce,Sm微晶玻璃的荧光衰减曲线表明,YAG:Ce微晶玻璃的荧光寿命要长于YAG:Ce,Sm微晶玻璃。     

低温燃烧法合成掺钕钇铝石榴石（Nd：YAG）纳米粉末

以Nd2O3,Y2O3,Al(NO3)3·9H2O,氨水和柠檬酸为原材料,采用低温燃烧法合成出分散均匀、团聚轻的掺钕钇铝石榴石(Nd∶YAG)纳米粉末,该方法有效地解决了固相合成的高反应温度以及化学沉淀法的颗粒团聚问题。采用TG-DTA,XRD,FT-IR和TEM测试手段对纳米粉末进行了表征,同时测量了(Nd0.01Y0.99)3Al5O12陶瓷素胚以及烧结体的荧光发射光谱。研究结果表明:YAG晶相的形成温度为850℃,在煅烧过程中出现YAP中间相,并于1050℃完全转化为YAG晶相。采用低温燃烧法合成的粉末材料其颗粒尺寸随热处理温度的不同在20~50nm范围波动。(Nd0.01Y0.99)3Al5O12陶瓷体的有效激发发射截面积(σin)为4.03×10-19cm2,比同组成的单晶高44%。     

纳米晶ZrO2:Sm3+的制备与发光性质研究

用化学共沉淀法制备了Sm3 掺杂浓度不同、煅烧温度不同的纳米晶ZrO2:Sm3 系列发光粉体,所制备的粉体均具有Sm3 离子特征强室温荧光发射.通过XRD分析发现:经600℃煅烧2 h后制备的纳米晶ZrO2:Sm3 是四方相结构;经800℃煅烧2 h得到的样品,以四方相为主,有少量单斜相;经950℃煅烧2 h后得到的样品,以单斜相为主,四方相的比例较小.不同煅烧温度下样品发光性质研究表明:因经不同温度煅烧制备的样品所处晶体场环境不同,发光中心也不同,经800和950℃煅烧的样品中稀土离子占据两种不同的格位,其一为四方相格位,其二是单斜相格位;ZrO2基质与Sm3 之间有能量传递,单斜相结构更有利于能量传递.荧光强度与掺Sm3 浓度关系研究表明:荧光强度先随Sm3 浓度提高而增强,在浓度达0.7%(摩尔分数)时达到最大,然后又随之降低.     

低温烧成YAG用前驱体碳酸钇铝铵的合成

以Al(NO_3)_3,Y(NO_3)_3为原料,NH_4HCO_3为沉淀剂,利用共沉淀法制备了能够在较低煅烧温度下形成纯YAG相的前驱体碳酸钇铝铵粉体。采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等技术对不同沉淀条件下所得沉淀的组成和过滤性能以及烧成YAG粉体的相纯度和颗粒特征进行了表征。研究了温度、加料方式、陈化和搅拌时间等条件对过滤效率和颗粒表面电位的影响。结果表明:采用简单的将钇铝混合硝酸盐溶液加入到NH_4HCO_3溶液中的反向沉淀法,可以获得易于过滤的碳酸钇铝铵无定型沉淀。这种无定型碳酸钇铝铵前驱体在高温煅烧下形成纯YAG相所需的温度比陈化后的结晶碳酸钇铝前驱体要低200℃。在1100℃下煅烧2 h所得产物为直径在60 nm左右的类球形均匀颗粒。     

新型双荧光二氧化硅纳米颗粒的制备

本文采用改良的反相微乳液法制备得到双染料掺杂的二氧化硅荧光纳米颗粒。扫描电镜结果显示,荧光纳米颗粒呈球形,平均粒径约为90nm。利用荧光光谱及共聚焦荧光显微镜对该纳米颗粒的光学性能进行表征,结果发现其可同时发出红、绿双色荧光,这为进一步制备具有更多种荧光信号的硅纳米颗粒提供基础。同时,由于硅纳米颗粒生物相容性好,易功能化的特点,使得该新型硅纳米荧光颗粒在生物标记及生物成像的多组分分析中具有潜在的应用。     

三种方法制备CaGdAlO4:Eu3+荧光粉及其发光性质研究

分别采用柠檬酸溶胶-凝胶法、半干半湿法和高温固相法制备了CaGdAlO4：Eu^3＋荧光粉，并用X线衍射（XRD）分析、场发射扫描电镜（FE—SEM）观察和荧光光谱分析研究了不同制备方法和制备条件对CaGdAlO4：Eu^3＋形貌、粒径和发光性质的影响。XRD结果表明，柠檬酸溶胶-胶法、半干半湿法和固相法制备CaGdAlO4：Eu^3＋生成纯相的温度分别为900，1200和1400℃。FE—SEM照片显示CCaGdAlO4：Eu^3＋颗粒粒径随温度的升高而增大，在同一烧结温度下，粒径大小为柠檬酸溶胶-凝胶法最小，半干半湿法居中，高温固相法最大而且团聚现象严重。以280nm近紫外光激发，CaGdAlO4：Eu^3＋发出明亮的橙红色荧光，以Eu^3＋的^5D0→^7F2跃迁为主，发光强度随烧结温度的升高而增加，在1400℃烧结温度下，以半干半湿法得到的样品发光最强。室温和低温发射谱中Eu^3＋的^5D0→^7Fj，发射峰的数目都表明：Eu^3＋在CaGdAlO4中只占据偏离反演中心的一种格位。     

共沉淀法制备YAG粉体影响因素研究

采用共沉淀法制备出性能良好的YAG(Y3A12(A1O4)3)纳米粉,对前驱体及不同温度下煅烧后的粉体进行差热、红外光谱、X射线衍射、比表面积和透射电镜等分析。结果表明:YAG粉体大小均匀,近似球形,且随着煅烧温度的升高,其颗粒逐渐变大,当温度达到1000℃时粉体全部为纯YAG立方相。随着母盐溶液(Y(NO3)3+Al(NO3)3)浓度的降低颗粒逐渐减少,并且粉体中YAM(Y4A12O9),Y2O3等相转化为纯YAG立方相。     

ZrO_2-8mol%Y_2O_3纳米晶的碱性水热法合成及其烧结体的电性能研究

以湿化学法制得Zr(OH)_4和Y（OH）_3的共沉淀为前驱体，在碱性介质中用水 热法合成了ZrO_2-8 mol% Y_2O_3立方相纳米晶。研究发现，不同水热反应温度、 时间及pH值均对立方相纳米晶晶粒大小有较显著影响。将ZrO_2-8 mol% Y_2O_3纳 米晶在较低温度（1400 ℃）下烧结制备了致密的固体电解质陶瓷样品，比通常高 温固相反应法采用的烧结温度（> 1550 ℃）降低了150 ℃以上。测定了陶瓷样品 600 - 1000 ℃下的氧浓差电池电动势及氧泵（氧的电化学透过）性能。结果表明 ，用本研究方法制得的烧结体在高于800 ℃时的氧离子迁移数为1，具有优良的氧 离子导电性能。     

异硫氰酸荧光纳米复合粒子的研制与应用

采用改进的St ber法制备了二氧化硅外壳的纳米复合荧光粒子。利用异硫氰酸荧光素(FITC)与3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTEOS)反应制备前驱体,再用正硅酸乙酯(TEOS)在一定的条件下水解与缩合,制备有机-无机纳米复合荧光颗粒,利用透射电子显微镜(TEM)测试表明,此纳米复合颗粒呈球形、大小均一,直径约为70 nm。制备的纳米复合荧光粒子经过多次水洗后,仍有较强的荧光特性,有效地防止FITC泄露。用激光共聚焦显微镜观测纳米复合荧光粒子标记的牛血清白蛋白(BSA),可以明显看出BSA上的绿色荧光。     

YAG:Ce,Mn微晶玻璃的制备及光谱性能研究

由于YAG:Ce微晶玻璃缺乏红色发光成分,导致其封装的白光LED显色指数低.以Y2O3-Al2 O3-SiO2-Li2O作为Ce,Mn掺杂的基质,制备了可提高显色指数的白光LED用YAG:Ce,Mn微晶玻璃.通过XRD测试、荧光测试和电光源测试表征了玻璃的晶相结构、光谱性能及荧光寿命,研究了Mn2+对YAG:Ce微晶玻璃发光的影响,并对其增红机制进行了探讨.结果表明:基玻璃在1400℃热处理可析出纯YAG晶相;YAG:Ce,Mn微晶玻璃在460 nm光激发下,在530 nm处有Ce3+的特征发射峰,由于Ce3+-Mn2+之间的能量传递,在585 nm处有Mn2的特征发射峰,从而使得YAG:Ce,Mn微晶玻璃的发光峰比YAG:Ce微晶玻璃的发光峰向红光方向宽化,有效地提高了白光LED的显色性能.     

无机溶胶凝胶法制取Y2O3纳米微粒

以廉价无机盐为原料，采用溶胶凝胶法制备出尺度均匀，一次颗粒尺寸平均为60nm，颗粒呈球形的高纯Y2O3，纳米微粒。研究发现适量SO4^2-离子的添加对生成前驱物溶胶及煅烧得到球形的Y2O3纳米微粒起关键作用。对前驱物在煅烧过程中的物相变化进行了研究，分析了煅烧温度对产物粒度和纯度的影响，结果表明在不使生成物颗粒过分长大的前提下，升高煅烧温度有助于制取高纯和晶化完全的Y2O3微粉。     

水热合成GdVO4:Eu3+晶体随pH值的形貌和性能演变

使用氧化钆、氧化铕和偏钒酸铵为原料,以DTAB为表面活性剂,在不同的反应溶液pH值条件下,采用水热合成法得到了从微米尺度到纳米尺度的一系列钒酸钆荧光粉。通过X射线衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱(PL)等测试手段对不同形貌的样品的物相及微观形貌和发光性能进行表征。结果表明,在强酸环境下,晶体颗粒较大,为微米级,随着pH值的提升,晶体颗粒尺寸变小,进入纳米级,在pH为7,10时,分别得到50 nm以下的纳米晶片,且分散性良好。另外pH=7时观察到更为微小的小晶粒团,相比之下碱性环境下纳米晶片的结晶度较高。发光性能测试表明,样品发光性能随晶粒尺寸和结晶度变化显著。纳米尺度结晶良好的产品发光性能优异。     

NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)纳米晶基于尺寸和激发功率的上转换荧光性能研究

采用热分解法制备出纯β相的NaYF_4:Er~(3+),Yb~(3+)稀土上转换纳米晶,通过改变表面配体的种类和用量,合成出了两种不同尺寸和形貌的纳米颗粒。使用较少表面配体所合成的纳米颗粒具有更大的尺寸和更规则的形貌。比较了两种纳米颗粒的荧光性能,在980 nm激发光照射下,随着激发光功率的增加,纳米颗粒的荧光强度也逐渐增强,尺寸较大的纳米颗粒的荧光强度比尺寸较小的高了1个数量级。绿光与红光的比例也与纳米颗粒的尺寸和激发光功率密度相关,荧光性能较弱的小尺寸颗粒的绿光比例随激发光功率密度的增加而增大;荧光性能较好的大尺寸颗粒的绿光比例则在增大到一定程度后逐渐减小。此项工作可能在生物体荧光成像、荧光标记、光动力治疗以及生物传感等方面提供指导。     

共沉淀法制备掺钕钇铝石榴石透明激光陶瓷的研究

掺钕钇铝石榴石(Nd∶YAG)多晶透明陶瓷具有良好的化学稳定性、光学性能和耐高温性能,是一种很有前途的激光工作物质。以Al(NO3).9H2O,Y2O3,Nd2O3和NH4HCO3为原料,(NH4)2SO4为静电稳定剂,正硅酸乙酯为添加剂,采用共沉淀法和反滴定方式于1100℃合成出分散均匀、团聚程度轻、YAG立方晶相的Nd∶YAG纳米前驱体粉末,经1700℃真空烧结5 h制备出Nd∶YAG透明陶瓷材料。采用TG-DTA,XRD,TEM,FT-PL和FEG-ESEM等测试手段对Nd∶YAG陶瓷材料进行了表征。研究结果表明:前驱体粉末在800℃时为无定型态,当温度达到890℃时析出大量的YAlO3(YAP)和少量的Y3Al5O12(YAG)晶体,当温度达到1012℃时就全部转化为YAG立方晶相;前驱体纳米粉末中存在团聚。Nd∶YAG陶瓷材料的激光工作波长为1.065μm,和相同组分的单晶相比存在轻微的红移现象;随着透射光波长的增加,透光率逐渐增加,在可见光区透光率约为45%,在近红外光区透光率约为58%。     

两种晶型酞菁氧钒纳米颗粒的制备及形成机理

在水溶液中利用激光消融制备了酞菁氧钒(VOPc)相I型纳米颗粒，在加入一种非离子型表面活性剂的情况下通过激光消融制备得到了其相II型纳米颗粒.X射线衍射(XRD)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)表征了其纳米颗粒中的晶体结构.扫描电子显微镜(SEM)观察显示相I和相II型酞菁氧钒纳米颗粒的直径分别约为100和60 nm.对相II型酞菁氧钒纳米颗粒的形成机理进行了讨论.