水热/溶剂热法制备NaYF4:Yb,Er上转换材料及性能研究

摘要

NaYF4∶Yb，Er因具有独特的上转换发光性能，在固体激光器、三维立体演示和红外成像等诸多领域都有着重要的应用。本文主要研究了分别以稀土硝酸盐和稀土三氟乙酸盐为原料、水和乙二醇作溶剂，利用水热/溶剂热法制备NaYF4∶Yb，Er上转换材料。探讨了影响氟钇化钠上转换材料形貌及发光性能的多种因素，包括不同的溶剂种类及组成、表面活性剂的种类及用量，反应温度时间，反应物的浓度等。
　　以稀土硝酸盐为原料时，使用CTAB、PVP和SDS三种表面活性剂并调节其加入量制备出了不同形貌及发光性能的氟钇化钠纳米晶。其中SDS对氟钇化钠的晶相有一定影响，当SDS的加入量小于其临界胶束浓度时(CMC)，产物是立方相氟钇化钠;当SDS加入量介于29mM～40mM时，NaYF4是立方相和六方相的混合相;但是当SDS加入量为58mM时，六方相消失，又变成纯立方相。研究发现，改变NaF的加入量，实现了NaYF4由立方相到六方相的转化，发光性能进一步提高。随着溶剂中水含量的增多，同样实现可立方相到六方相的转化，但是水含量过多造成了颗粒表面缺陷，进而造成荧光猝灭。
　　以稀土三氟乙酸盐为原料，通过改变提供Na源和F源的反应物，制备出不同的产物，提出了该反应原理并测试其发光性能。随着NaF加入量增加及温度的提高，可得到纯的立方相氟钇化钠;改变乙二醇和水的比例，实现了NaYF4∶Yb，Er由立方相到六方相的转变，发光效果大大增强。
　　以NaYF4为原料，利用SUDEI作修饰剂，在表面沉积了一定数量的金颗粒，并对其光热转换性能进行了初步的探讨。结果表明，经纳米金修饰后的NaYF4具有一定的光热转换性能。

目录

摘要

第一章 文献综述

1．1 前言

1．2 上转换材料的概况

1．3 上转换发光材料的分类

1．3．1 按照基质材料分类

1．3．2 按照掺杂方式分类

1．4 上转换发光材料的应用

1．5 上转换发光材料的理论基础

1．5．1 稀土元素和离子的电子结构

1．5．2 稀土离子的能级

1．5．3 上转换发光机制

1．6 上转换材料的制备方法

1．7 本课题的选题意义及研究内容

第二章 硝酸盐体系中制备NaYF4：Yb，Er上转换材料

2．1 引言

2．2 实验仪器与试剂

2．3 表征和测试手段

2．4 实验方法

2．4．1 硝酸盐前驱体的制备

2．4．2 NaYF4：Yb，Er上转换材料的制备

2．5 不同制备条件对NaYF4：Yb，Er上转换材料的影响

2．5．1 表面活性剂的种类不同对NaYF4：Yb，Er上转换材料的影响

2．5．2 不同CTAB的加入量对NaYF4：Yb．Er上转换材料的影响

2．5．3 不同SDS的加入量对NaYF4：Yb，Er上转换材料的影响

2．5．4 NaF的加入量不同对NaYFa：Yb+Er上转换材料的影响

2．5．5 溶剂不同对NaYF4：Yb，Er上转换材料的影响

2．6 本章小结

第三章 三氟乙酸盐体系中制备NaYF4：Yb，Er上转换材料

3．1 引言

3．2 实验仪器与试剂

3．3 表征和测试手段

3．4 三氟乙酸盐前驱体的制备

3．5 影响NaYF4：Yb，Er上转换材料的因素

3．5．1 不同的F源和Na源对NaYF4：Yb，Er上转换材料的影响

3．5．2 NaF的加入量对NaYF4：Yb，Er上转换材料的影响

3．5．3 反应温度对制备NaYFd：Yb，Er上转换材料的影响

3．5．4 酵水比不同对制备NaYn：Yb，Er上转换材料的影响

3．6 本章小结

第四章 NaYF4：Yb，Er上转换材料的金修饰及光热吸收

4．1 引言

4．2 实验仪器与试剂

4．3 表征和测试手段

4．4 实验方法

4．4．1 NaYF4：Yb，Er上转换材料的制备

4．4．2 金颗粒修饰NaYF4：Yb，Er上转换材料

4．5 结果与讨论

4．5．1 电镜分析

4．5．2 光热转换

4．5．3 荧光性能测试

4．6 本章小结

第五章 结论

5．1 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间已发表和待发表的相关论文

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