氟化釔微-納米結(jié)構(gòu)的合成、表征及其性能研究.pdf

1、稀土氟化物微納米材料具有熒光強度高,熒光壽命長,光學(xué)與化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定和無毒等優(yōu)異性能,在光學(xué)材料,生物標(biāo)記,傳感器,閃爍晶體和防偽材料等領(lǐng)域存在著廣泛的應(yīng)用前景,這引起了研究者的極大興趣,開展這方面的研究工作已成為近幾年研究工作的熱點,具有良好的理論意義和現(xiàn)實價值。本論文運用微波法、溶劑熱和固相反應(yīng)法成功地制備出了分散性良好的稀土氟化物微納米材料,采用多種現(xiàn)代測試技術(shù)手段對所得產(chǎn)物進行了結(jié)構(gòu)和性能方面的表征,并對其熒光性能和發(fā)光機理進

2、行了初步探索。
　　本論文主要研究的內(nèi)容有:
　　(1)水溶性YF3和YF3:Ln3+納米晶體的微波輔助合成及其發(fā)光性能研究
　　采用微波輔助的合成方法,在蒸餾水和無水乙醇組成的混合溶劑中,以KF為氟源,成功制備出了水溶性的正交晶系的YF3納米晶體,利用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線衍射儀、光致發(fā)光光譜儀等測試手段對產(chǎn)物進行了表征。
　　結(jié)果表明:所得的納米粒子直徑為6–10納米,這些尺寸較小的粒子積聚到

3、一起,形成直徑為40–60納米的集聚物。納米晶體能很好的溶解在水中,形成穩(wěn)定的透明膠狀溶液。同時制得了摻雜了Ce3+,Eu3+和Tb3+的YF3納米晶體,并對它們的發(fā)光性能分別進行了研究,摻雜了Eu3+的YF3納米晶體的粉末和溶液樣品的熒光壽命分別是8.6 ms和6.8 ms,基于其較長的熒光壽命,所得產(chǎn)物在生物學(xué)或其他學(xué)科方面具有潛在的應(yīng)用價值。
　　(2)形貌均勻YF3納米棒的合成,發(fā)光特點和細(xì)胞毒性研究
　　以乙醇作為

4、溶劑,四丁基氟化銨作為氟源,在不加入任何模板劑的條件下,通過簡單的溶劑熱法,制備出了形貌均等的YF3納米棒,通過掃描電子顯微鏡,透射電子顯微鏡和X射線衍射儀對所得產(chǎn)物進行表征,結(jié)果顯示所得納米棒為200nm–350 nm長,60 nm寬,所得的納米棒是有許多的納米顆粒組成。同時制得了YF3:Eu3+和YF3:Tb3+納米棒,并對它們的發(fā)光性能進行了初步研究。對產(chǎn)物的細(xì)胞毒性進行了測試,結(jié)果表明所得產(chǎn)物幾乎無毒,有良好的生物相容性,具有潛

5、在的生物應(yīng)用前景。
　　(3)離子液體輔助YF3微米顆粒的低溫合成
　　在成功制得上述YF3納米棒的基礎(chǔ)上,我們改變前驅(qū)體的反應(yīng)條件,在低溫條件下,通過四丁基氟化銨和稀土硝酸鹽反應(yīng)合成出形貌一致的米粒狀 YF3微粒,反應(yīng)溫度只有接近室溫的50 oC。反應(yīng)過程中,作為離子液體的四丁基氟化銨充當(dāng)了氟源和模板劑的角色。所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和形貌通過掃描電子顯微鏡和X 射線衍射儀進行表征,結(jié)果表明所得產(chǎn)物為250 nm長,150