氟化钇微/纳米结构的合成、表征及其性能研究

摘要

稀土氟化物微纳米材料具有荧光强度高,荧光寿命长,光学与化学性质相对稳定和无毒等优异性能,在光学材料,生物标记,传感器,闪烁晶体和防伪材料等领域存在着广泛的应用前景,这引起了研究者的极大兴趣,开展这方面的研究工作已成为近几年研究工作的热点,具有良好的理论意义和现实价值。本论文运用微波法、溶剂热和固相反应法成功地制备出了分散性良好的稀土氟化物微纳米材料,采用多种现代测试技术手段对所得产物进行了结构和性能方面的表征,并对其荧光性能和发光机理进行了初步探索。
　　本论文主要研究的内容有:
　　(1)水溶性YF3和YF3:Ln3+纳米晶体的微波辅助合成及其发光性能研究
　　采用微波辅助的合成方法,在蒸馏水和无水乙醇组成的混合溶剂中,以KF为氟源,成功制备出了水溶性的正交晶系的YF3纳米晶体,利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、光致发光光谱仪等测试手段对产物进行了表征。
　　结果表明:所得的纳米粒子直径为6–10纳米,这些尺寸较小的粒子积聚到一起,形成直径为40–60纳米的集聚物。纳米晶体能很好的溶解在水中,形成稳定的透明胶状溶液。同时制得了掺杂了Ce3+,Eu3+和Tb3+的YF3纳米晶体,并对它们的发光性能分别进行了研究,掺杂了Eu3+的YF3纳米晶体的粉末和溶液样品的荧光寿命分别是8.6 ms和6.8 ms,基于其较长的荧光寿命,所得产物在生物学或其他学科方面具有潜在的应用价值。
　　(2)形貌均匀YF3纳米棒的合成,发光特点和细胞毒性研究
　　以乙醇作为溶剂,四丁基氟化铵作为氟源,在不加入任何模板剂的条件下,通过简单的溶剂热法,制备出了形貌均等的YF3纳米棒,通过扫描电子显微镜,透射电子显微镜和X射线衍射仪对所得产物进行表征,结果显示所得纳米棒为200nm–350 nm长,60 nm宽,所得的纳米棒是有许多的纳米颗粒组成。同时制得了YF3:Eu3+和YF3:Tb3+纳米棒,并对它们的发光性能进行了初步研究。对产物的细胞毒性进行了测试,结果表明所得产物几乎无毒,有良好的生物相容性,具有潜在的生物应用前景。
　　(3)离子液体辅助YF3微米颗粒的低温合成
　　在成功制得上述YF3纳米棒的基础上,我们改变前驱体的反应条件,在低温条件下,通过四丁基氟化铵和稀土硝酸盐反应合成出形貌一致的米粒状 YF3微粒,反应温度只有接近室温的50 oC。反应过程中,作为离子液体的四丁基氟化铵充当了氟源和模板剂的角色。所得产物的结构和形貌通过扫描电子显微镜和X 射线衍射仪进行表征,结果表明所得产物为250 nm长,150 nm宽的米粒状微粒。用同样的方法,制备出了掺杂 Eu3+和掺杂 Tb3+的YF3微米粒子,并对它们的发光性能进行了研究。

目录

封面

封面

声明

声明

中文摘要

中文摘要

英文摘要

英文摘要

目录

目录

第一章 前 言

第一章 前 言

1.1纳米材料

1.1纳米材料

1.1.1 纳米材料的简介

1.1.1 纳米材料的简介

1.1.2 纳米材料性质及其常用分析方法

1.1.2 纳米材料性质及其常用分析方法

1.1.3 纳米材料的常用合成方法

1.1.3 纳米材料的常用合成方法

1.2 稀土纳米材料

1.2 稀土纳米材料

1.2.1 稀土元素简介

1.2.1 稀土元素简介

1.2.2 稀土发光材料

1.2.2 稀土发光材料

1.2.3 稀土氟化物纳米材料的研究现状

1.2.3 稀土氟化物纳米材料的研究现状

1.3 论文的选题目的，研究意义和主要内容

1.3 论文的选题目的，研究意义和主要内容

1.3.1 论文的选题目的和研究意义

1.3.1 论文的选题目的和研究意义

1.3.2 论文的主要内容

1.3.2 论文的主要内容

第二章 水溶性YF3纳米晶的微波辅助合成及其发光性能研究

第二章 水溶性YF3纳米晶的微波辅助合成及其发光性能研究

2.1 引言

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2 实验部分

2.2.1 原料及试剂

2.2.1 原料及试剂

2.2.2 实验仪器及设备

2.2.2 实验仪器及设备

2.2.3 实验步骤

2.2.3 实验步骤

2.2.4 表征方法

2.2.4 表征方法

2.3 结果与讨论

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

2.4 本章小结

第三章 YF3纳米棒的合成、发光特点和细胞毒性研究

第三章 YF3纳米棒的合成、发光特点和细胞毒性研究

3.1 引言

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2 实验部分

3.2.1 原料及试剂

3.2.1 原料及试剂

3.2.2 实验仪器及设备

3.2.2 实验仪器及设备

3.2.3 实验步骤

3.2.3 实验步骤

3.2.4表征方法

3.2.4表征方法

3.3 结果与讨论

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

3.4 本章小结

第四章 低温合成形貌均匀的米粒状YF3微米颗粒4.1 引言

第四章 低温合成形貌均匀的米粒状YF3微米颗粒4.1 引言

4.2 实验部分

4.2 实验部分

4.2.1 原料及试剂

4.2.1 原料及试剂

4.2.2 实验仪器及设备

4.2.2 实验仪器及设备

4.2.3 实验步骤

4.2.3 实验步骤

4.2.4表征方法

4.2.4表征方法

4.3 结果与讨论

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

第五章 结论与展望

参考文献

参考文献

致谢

致谢

在读期间公开发表论文（著）及科研情况

在读期间公开发表论文（著）及科研情况