Y2O2S:Eu3+,Mg2+,Ti4+一维纳米管红色长余辉发光材料的水热合成及性能研究

摘要

近年来，纳米长余辉发光材料受到了研究人员极大的关注，其高度的集成性被广泛的应用于光电信息、宇宙探测和医学设备等领域。纳米长余辉发光材料可以通过多种制备方法得到。其中最常用的是水热法，但利用传统的水热法制备得到的纳米发光材料存在一定缺陷。本文研究了一维Y2O2S∶Eu3+，Mg2+，Ti4+纳米红色长余辉发光材料的改进水热法制备工艺及样品性能。
　　传统的水热法制备Y2O2S∶Eu3+，Mg2+，Ti4+纳米材料的一般过程为:先通过水热法制备Y(OH)3纳米管，然后再将Eu3+、Mg2+和Ti4+三种离子所对应的化合物与前驱体混合，烘干后，再进行硫化，这种方法的缺点是在后期硫化过程中，加热过程会形成熔盐，侵蚀前驱体纳米管结构，使其坍塌形成纳米颗粒。为此，本文提出用一种新的方法制备Y2O2S∶Eu3+，Mg2+，Ti4+红色长余辉纳米管发光材料。然后在此基础上分别研究了不同的硫化温度、升温速率、恒温时间以及Eu3+不同浓度对样品性能的影响。具体内容如下:
　　(1)在水热反应之前分别把Eu3+、Mg2+和Ti4+相对应的溶液加入到Y(NO3)3溶液当中，经过水热反应得到前驱体，然后进行硫化。结果表明，硫化温度为750℃时，样品能保持纳米管状，同时样品余辉性能最好。
　　(2)分别以4℃/min、6℃/min、8℃/min和10℃/min不同的升温速率升温至750℃。结果表明，升温速率为6℃/min时，样品的形貌保持的最好，同时硫化最完全，余辉时间达到915s(≥1 mcd/m2)。
　　(3)样品升温至750℃，分别恒温2h、4h、6h和8h。结果表明，恒温时间为6h时，样品的性能最好。
　　(4)在确定上述最佳合成条件的基础上，改变了Eu3+的掺杂量。结果表明，Eu3+掺杂量为5.0mol％时，样品的光谱强度最强，余辉性能以及热释光陷阱深度最大，样品的初始亮度和余辉时间分别为1202 mcd/m2和1175s(≥1mcd/m2)，此时对应的陷阱深度为0.88eV。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 长余辉发光材料简介

1．2 红色长余辉发光材料的研究进展

1．2．1 传统硫化物体系红色长余辉发光材料

1．2．2 稀土激活硅酸盐体系红色长余辉发光材料

1．2．3 稀土激活钛酸盐体系红色长余辉发光材料

1．2．4 稀土激活硫氧化物体系红色长余辉发光材料

1．3 纳米发光材料简介

1．3．1 纳米材料简介

1．3．2 稀土纳米发光材料研究进展

1．3．3 稀土纳米发光材料的制备方法

1．4 本文的选题意义及研究内容

第二章 实验设计与研究方法

2．1 实验设计与目标

2．2 实验原料和仪器

2．3 工艺流程

2．4 样品性能测试

2．4．1 XRD分析

2．4．2 SEM分析

2．4．3 余辉性能分析

2．4．4 热释光曲线

第三章 Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+红色长余辉发光材料的制备及性能表征

3．1 煅烧温度对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+发光性能的影响

3．1．1 实验方案

3．1．2 前驱体Y(OH)3：Eu3+，Mg2+，Ti4+的物相和形貌分析

3．1．3 Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+的物相和形貌分析

3．1．4 Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+纳米管的发光光谱

3．1．5 Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+纳米管的余辉分析

3．2 升温速率对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+发光性能的影响

3．2．1 升温速率对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+的物相的影响

3．2．2 升温速率对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+的形貌的影响

3．2．3 升温速率对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+的光谱的影响

3．2．4 升温速率对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+的余辉的影响

3．3 恒温时间对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+发光性能的影响

3．3．1 恒温时间对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+物相的影响

3．3．2 恒温时间对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+形貌的影响

3．3．3 恒温时间对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+光谱的影响

3．3．4 恒温时间对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+余辉性能的影响

3．4 Eu3+的掺杂浓度对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+的影响

3．4．1 Eu3+的掺杂浓度对前驱体Y(OH)3：Eu3+，Mg2+，Ti4+物相和形貌的影响

3．4．2 Eu3+的掺杂浓度对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+物相和形貌的影响

3．4．3 Eu3+的掺杂浓度对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+光谱的影响

3．4．4 Eu3+的掺杂浓度对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+余辉性能及热释性能的影响

第四章 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间取得的科研成果