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。     

四磺酸基酞菁氯化铝复合二氧化硅干凝胶的制备及光学性能研究

采用溶胶凝胶法将不同掺杂浓度的四磺酸基酞菁氯化铝(AlClPcTS)植入二氧化硅凝胶基质,制备了均匀掺杂的复合干凝胶通过对二氧化硅凝胶基质和掺杂AlClPcTS后复合干凝胶孔结构的测定和对复合体系紫外可见吸收光谱的表征,证实了AlClPcTS在基质中的成功掺杂,并发现AlClPcTS同时以单体和二聚体的形式存在于复合体系中,且AlClPcTS二聚体所占比例随着凝胶化过程的进行而增大对不同AlClPcTS掺杂浓度复合干凝胶的光限幅性能进行了测试,并讨论了掺杂浓度对复合体系光限幅性能的影响,证明复合体系的光限幅性能随掺杂浓度的提高而增强.     

Ca_(1-x)Zn_xTiO_3∶Pr~(3+)的固溶特性及其发光性能

通过高温固相合成法制备了名义组成为Ca1-xZnxTiO3∶0.002Pr3+(x=0.0~0.20)的红色发光材料,采用XRD和光谱等手段研究微量Zn掺杂的单相Ca1-xZnxTiO3∶0.002Pr3+材料的晶体结构参数与发光性能,分析了等价Zn2+的掺杂对固溶体结构参数与发光性能的影响规律。结果表明,在x≤0.01微量Zn掺杂时,Zn取代Ca形成单相Ca1-xZnxTiO3∶0.002Pr3+固溶;其晶胞参数和晶胞体积,260和330 nm两激发带以及610nm发射峰强度均随Zn掺量增加快速减小,且发光强度与晶胞参数的变化规律相吻合。分析表明这种变化与Zn取代Ca形成的固溶结构有关。     

补偿离子掺杂与烧成温度对SrTiO_3∶0.002Pr~(3+)材料的红色发光特性的影响

采用高温固相反应法合成SrTiO3∶Pr3+系发光材料,利用荧光光谱、XRD等分析手段,研究了工艺参数,如不同价态K、Ca和A l离子掺杂,以及1 050~1 300℃不同烧成温度对SrTiO3∶Pr3+体系发光性能的影响,以获得具有较好综合发光性能的SrTiO3∶Pr3+系发光材料。选择不同价态补偿离子掺杂是为了研究电荷补偿作用机制对该类材料发光性能的作用。结果表明:随着烧成温度的升高,磷光体发光强度先增加后减弱,在1 150℃烧成的材料其发光强度最大。无补偿掺杂与K、Ca或A l离子掺杂的所有样品均发出源于Pr3+的1D2→3H4跃迁的610 nm红色光。在不同价态补偿离子掺杂样品中,以掺A l的SrTiO3∶Pr3+体系发光强度最好;其发光强度比无补偿离子掺杂SrTiO3∶Pr3+材料的发光强度提高10倍左右。另一方面,与A l离子具有类似的引入阴离子电荷缺陷的K离子掺杂材料的发光强度则基本没有变化,其发光强度与没有电荷补偿作用的无掺杂及Ca离子掺杂SrTiO3∶Pr3+材料相似。上述实验结果可从电荷缺陷及微观固溶结构两方面的联合作用机制进行解释。在引入电荷缺陷的掺杂体系中,只有在发光离子PrS+r最近邻的Ti格位引入的电荷缺陷才能有效地起电荷补偿作用,达到增强发光强度的作用。研究结果给出了合理的制备工艺条件,并且提供了一种可有效提高发光强度的补偿离子掺杂的选择依据。     

SiO2凝胶玻璃中联吡啶S2→S0辐射跃迁

联吡啶以分子水平掺入SiO2凝胶玻璃中, 显示出独特的光谱性质. 其发射光谱除了正常的S1→S0跃迁产生的中心位于400 nm的发射峰外, 还出现了中心位于454 nm的激基缔合物发射峰. 经200 ℃处理后, 联吡啶分子受Si-O网络刚性约束, 激基缔合发射峰消失, 出现了基于S2→S0辐射跃迁产生的325 nm高能级发射峰. 至550 ℃处理后, 因联吡啶分子基本进入Si-O三维网络的间隙, 发射光谱中只剩下振动结构明显的高能级荧光峰. 上述结果为表征有机/无机复合材料微结构演变提供了荧光探针工具.     

铒有机配合物的合成、表征与近红外发光性能研究

合成了乙酰基丙酮(AcAc)和二苯甲酰基甲烷(DBM)的水合二元铒配合物以及乙酰基丙酮、二苯甲酰基甲烷和三氟乙酰基丙酮(TFA)分别与1,10-邻菲罗啉(Phen)的三元铒配合物,并经元素分析确认;表征了配合物的紫外-可见吸收光谱和红外吸收光谱;探讨了铒配合物的近红外发光性能,并对不同配体对发光性能的影响进行分析比较。结果表明Er(AcAc)₃Phen三元配合物是所研究的几种配合物中近红外发光性能最优的。     

SiO2凝胶玻璃中联吡啶S2→S0S辐射跃迁

联吡啶以分子水平掺入SiO2凝胶玻璃中，显示出独特的光谱性质。其发射光谱除了正常的S1→S0跃迁产生的中心位于400nm的发射峰外，还出现了中心位于454nm的激基缔合物发射峰。经200℃处理后，联吡啶分子受Si-O网络刚性约束，激基缔合发射峰消失，出现了基于S2→S0辐射跃迁产生的325nm高能级发射峰。至550℃处理后，因联吡啶分子基本进入Si-O三维网络的间隙，发射光谱中只剩下振动结构明显的高能级荧光峰。上述结果为表征有机／无机复合材料微结构演变提供了荧光探针工具。     

酞菁镍复合凝胶材料的制备及谱学研究

采用Sol gel湿化学工艺将水溶性的四磺化酞菁镍 (NiTSPc)均匀掺入SiO2 凝胶基质。考察SiO2 凝胶基质在溶胶 凝胶的转化过程中组织结构和粘度变化的相关规律及最终所获干凝胶孔结构的特征。对NiT SPc在此过程中电子吸收光谱的变化进行了系统的跟踪研究以考察其在溶胶 凝胶体系中的二聚行为 ,并结合复合体系微化学环境的改变对其进行了自洽解释。     

水热法合成在可见光照射下具有高催化活性的纳米TiO2催化剂

 以丙酮为溶剂,采用水热法在240 ℃合成了表面吸附有机物的纳米TiO2粉体光催化剂,并采用XRD,TEM,UV-Vis和DRS等技术对催化剂进行了表征. 结果表明,合成的纳米TiO2催化剂在可见光激发下具有良好的光催化降解甲基橙的性能和较好的热稳定性. 经180,250和365 ℃热处理后,催化剂的晶型和尺寸没有变化,但催化剂表面吸附的有机物发生了明显变化. 催化剂表面吸附的有机物、可见光波段的光响应性能和可见光下催化降解甲基橙的效率之间存在良好的关联性,催化剂表面吸附适量的有机物可提高纳米TiO2催化剂在可见光波段的光响应性能,从而提高其在可见光照射下催化降解甲基橙的性能.     

补偿离子掺杂与烧成温度对SrTiO3:0.002Pr3+ 材料的红色发光特性的影响

采用高温固相反应法合成SrTiO3：Pr^3＋系发光材料,利用荧光光谱、XRD等分析手段,研究了工艺参数,如不同价态K、Ca和Al离子掺杂,以及1050～1300℃不同烧成温度对SrTiO3：Pr^3＋体系发光性能的影响,以获得具有较好综合发光性能的SrTiO3：Pr^3＋系发光材料。选择不同价态补偿离子掺杂是为了研究电荷补偿作用机制对该类材料发光性能的作用。结果表明：随着烧成温度的升高,磷光体发光强度先增加后减弱,在1150℃烧成的材料其发光强度最大。无补偿掺杂与K、Ca或Al离子掺杂的所有样品均发出源于Pr^3＋的^1D2→^3H4跃迁的610nm红色光。在不同价态补偿离子掺杂样品中,以掺Al的SrTiO3：Pr^3＋体系发光强度最好;其发光强度比无补偿离子掺杂SrTiO3：Pr^3＋材料的发光强度提高10倍左右。另一方面,与Al离子具有类似的引入阴离子电荷缺陷的K离子掺杂材料的发光强度则基本没有变化,其发光强度与没有电荷补偿作用的无掺杂及Ca离子掺杂SrTiO3：Pr^3＋材料相似。上述实验结果可从电荷缺陷及微观固溶结构两方面的联合作用机制进行解释。在引入电荷缺陷的掺杂体系中,只有在发光离子PrSr^＋最近邻的Ti格位引入的电荷缺陷才能有效地起电荷补偿作用,达到增强发光强度的作用。研究结果给出了合理的制备工艺条件,并且提供了一种可有效提高发光强度的补偿离子掺杂的选择依据。