溶劑熱法制備的稀土摻雜磷酸鹽發(fā)光性質(zhì)研究.pdf

1、在日常生活中,稀土發(fā)光材料的應(yīng)用隨處可見。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),世界上新的發(fā)明專利中,與稀土有關(guān)的發(fā)明占到了專利總數(shù)的五分之一。稀土元素之所以被廣泛的研究和應(yīng)用,這是由于其獨(dú)特的4f能級(jí)躍遷特性所決定的,獨(dú)特的f-f、f-d能級(jí)躍遷使得其成為了一個(gè)巨大的發(fā)光寶庫(kù)。在稀土化合物中,稀土磷酸鹽為稀土元素在自然界中存在方式之一,其具有良好物理、化學(xué)穩(wěn)定性,在紫外光激發(fā)下具有高的發(fā)光效率等特點(diǎn)而被廣泛研究。當(dāng)前對(duì)稀土磷酸鹽研究的主要目的在于尋求制備出

2、成本更低、發(fā)光效率更高、顯色更好的熒光粉的新途徑,因此利用新的納米技術(shù)來(lái)制備稀土發(fā)光材料具有比較重要的意義。
　　本文主要介紹了利用溶劑熱法合成了LnPO4:RE(Ln=La,Ce,Y;RE=Eu3+,Tb3+)納米材料,然后利用XRD、TEM及熒光光譜儀對(duì)所制備的樣品進(jìn)行了表征。研究了Eu3+、Tb3+在LnPO4:Tb3+(Ln=La,Ce,Y)三種基質(zhì)中的發(fā)光特點(diǎn)及制備工藝不同時(shí)對(duì)Tb3+和Eu3+的發(fā)光性質(zhì)的影響。主要內(nèi)容

3、可分為如下:
　　1、利用溶劑熱法,在190℃、恒溫12h的條件下制備了LaPO4,CePO4,YPO4·0.8H2O納米材料。利用X射線衍射儀和透射電鏡對(duì)些樣品進(jìn)行了表征,其中LaPO4,CePO4為顆粒狀,尺寸分別在10nm,2nm左右,YPO4·0.8H2O為棒狀尺寸在11nm左右。當(dāng)實(shí)驗(yàn)中加入磷酸根的摩爾質(zhì)量增加到2mmol時(shí),LaPO4、YPO4·0.8H2O的粒徑相對(duì)于1mmol時(shí)相應(yīng)的變大,結(jié)晶性變得更好。
　

4、　2、選取La、Y、Ce的磷酸鹽作為基質(zhì),分析了Tb3+在這些基質(zhì)中的發(fā)光特性。并研究了合成過程中加入稀土離子與磷酸根摩爾比不同而導(dǎo)致LaPO4:Tb3+、YPO4·0.8H2O:Tb3+發(fā)光性質(zhì)的變化。以LaPO4作為基質(zhì)時(shí),Tb3+在稀土離子與磷酸根的摩爾比為1:1所制備的樣品中發(fā)綠光,而在摩爾比為1:2所制備的樣品中發(fā)藍(lán)光;以YPO4·0.8H2O作為基質(zhì)時(shí),Tb3+在摩爾比為1:1所制備的樣品中的激發(fā)譜中只存在4f-5d自旋禁戒

5、激發(fā),而1:2所制備的樣品中存在著4f-4f,4f-5d自旋允許激發(fā);以CePO4作為基質(zhì)時(shí),樣品的激發(fā)譜存在著4f-4f,4f-5d自旋禁戒激發(fā)。
　　3、分析了Eu3+在以LaPO4為基質(zhì)時(shí)的發(fā)光特點(diǎn),并利J-O理論從Eu3+的發(fā)射光譜計(jì)算了它的光學(xué)躍遷強(qiáng)度參數(shù)Ω。同時(shí)研究了實(shí)驗(yàn)中磷酸根摩爾質(zhì)量改變時(shí)Eu3+發(fā)光性質(zhì)的變化,當(dāng)實(shí)驗(yàn)中加入稀土離子與磷酸根摩爾比為1:1時(shí),樣品中Eu3+特征激發(fā)和發(fā)射的譜線強(qiáng)度都非常強(qiáng),具有良好的