超细氟化物上转换发光材料制备及其性能研究

摘要

采用低温燃烧法合成出对1550nm红外光具有红外-可见转换发光效应的BaxNayYzF2x+y+3z+3m：Er3+m氟化物上转换荧光粉。系统研究了Er-Y-Ba-Na阳离子的配比、燃料种类及用量、分散剂种类及用量、热处理温度及时间对样品发光性能的影响。通过正交实验分析得出，当分别以尿素、柠檬酸、甘氨酸为燃料时，Er-Y-Ba-Na阳离子的最佳摩尔比分别为：11:2.5:13:73.5、11:15:32:42、11:15:18:56。研究确定出有机燃料的最佳用量，尿素用量为230%stoi.，柠檬酸用量为100%stoi.，甘氨酸用量为110%stoi.。分别引入Bi2O3、(NH4)2SO4、PEG三种分散剂，制备出粒度均匀的纳米级BaxNayYzF2x+y+3z+3m：Er3+m上转换荧光粉。燃烧法制备出的材料样品由于反应非常迅速，因而材料往往存在很多表面缺陷。
　　本论文对低温燃烧合成的纳米级粉体样品进行热处理工艺研究，修复样品表面缺陷的同时还要注意粒度的适度增长，实验确定在600℃下热处理10min，可以实现既细且亮较为理想的粉体效果。材料样品在1550nm激发下的上转换发射光谱呈现Er3+离子的特征发射峰。其中～520nm、～540nm的绿光分别对应Er3+离子的2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2能级跃迁，～655nm的红光对应Er3+离子4F9/2→4I15/2能级跃迁。通过I-P曲线测试，证实了BaxNayYzF2x+y+3z+3m：Er3+m材料的上转换发光现象为三光子吸收过程。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 稀土上转换发光材料的发光机理

1.3 上转换发光材料种类

1.4 上转换发光材料的制备方法

1.5 针对1.5μm波段响应的上转换发光材料的研究进展

1.6 本课题的研究内容

第二章 实验方法

2.1 正交实验

2.2 低温燃烧合成法（LCS）

第三章 低温燃烧法BaxNayYzF2x+y+3z+3m：Er3+m的制备与表征

3.1 实验药品与仪器设备

3.2 样品的制备

3.3 测试与表征

第四章 实验结果分析

4.1 不同燃料的组分配方研究

4.2 燃料用量的研究

4.3 不同种类分散剂及用量的研究

4.4 热处理工艺对样品性能的影响

4.5 物相分析

第五章 Er3+离子的发光机理

5.1 I-P曲线测试

5.2 1550 nm 红外光激发下Er3+的发光机理

5.3 Er3+离子的浓度猝灭

结论

致谢

参考文献

附录