低维Y2O2S:Eu3+,Mg2+,Ti4+红色长余辉发光材料的制备及性能研究

摘要

近年来，纳米长余辉发光材料受到了人们极大的关注，其高度的集成性被广泛的应用于光电信息、汽车配件、生物和医学设备等领域。长余辉发光纳米棒、纳米管已成功合成，有关成功合成纳米管阵列的报道还很少，这是现阶段研究的难点和热点。本文研究了一维Y2O2S∶Eu3+，Mg2+，Ti4+红色长余辉发光纳米管阵列的制备工艺及其性能。
　　 本文以乙酰丙酮为络合剂，采用溶胶凝胶模板法制备了一维Y2O2S∶Eu3+，Mg2+，Ti4+红色长余辉发光纳米管阵列，研究了硫化温度对其发光性能的影响;以乙二胺四乙酸(EDTA)为络合剂，用溶胶凝胶法制备了Y2O2S∶Eu3+，Mg2+，Ti4纳米颗粒，研究了Eu3+浓度和硫化温度对其发光性能的影响;以EDTA络合溶胶凝胶模板法制备了Y2O2S∶Eu3+，Mg2+，Ti4+纳米阵列，研究了硫化温度对其发光性能的影响;对两种工艺合成的纳米阵列的发光性能进行了比较，结果如下:
　　 (1)乙酰丙酮络合溶胶凝胶模板法制备的Y2O2S∶Eu3+，Mg2+，Ti4+纳米管阵列，整齐有序、孔径一致。当硫化温度达到850℃时，样品具有最佳的余辉初始亮度和余辉时间，分别为1936mcd/m2和170s(≥1mcd/m2)。用波长为320nm的紫外光激发，样品最强的发射峰位于626nm处。
　　 (2) EDTA络合溶胶凝胶法制备的Y2O2S∶Eu3+，Mg2+，Ti4+纳米粉体与以乙酰丙酮为络合剂制备的样品相比，前者的合成条件和发光性能都优于后者。随着温度的升高，样品的粒径逐渐增大，样品的主激发峰发生红移，而发射峰的位置没有发生变化。在626nm处的主发射峰对应Eu3+的5D0-7F2跃迁。硫化温度为1100℃时，余辉时间是95min，表现最佳的余辉性能。
　　 (3)与乙酰丙酮络合制备的样品相比，EDTA络合溶胶凝胶模板法制备的Y2O2S∶Eu3+，Mg2+，Ti4+纳米阵列的物相更好;后者的余辉时间为17min，比前者长14min;后者在800℃表现最好的余辉性能，而前者在850℃才表现最好的余辉性能，最佳硫化温度降低了50℃。

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现状

1．2．1 硫化物体系

1．2．2 钛酸盐体系

1．2．3 铝酸盐体系

1．2．4 硅酸盐体系

1．2．5 硫氧化物体系

1．3 纳米级发光材料现状

1．4 纳米级长余辉材料的主要合成方法

1．4．1 水热法

1．4．2 共沉淀法

1．4．3 溶胶凝胶模板法

1．5 AAO模板在纳米材料合成中的作用

1．6 本文主要的研究目的与内容

第二章 实验方案与研究方法

2．1 实验原材料

2．2 实验设备和仪器

2．3 工艺流程

2．3．1 多孔氧化铝(AAO)模板的制备

2．3．2 Y2O3：Eu3+，Mg2+，Ti4+溶胶的制备

2．3．3 Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+纳米管阵列的制备

2．3．4 以EDTA为络合剂制备Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+纳米晶粒

2．3．5 以EDTA为络合剂制备Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+纳米管阵列

2．4 样品性能测试

2．4．1 XRD分析

2．4．2 SEM分

2．4．3 能谱分析(EDS)

2．4．4 荧光光谱分析

2．4．5 余辉性能分析

第三章 硫化温度对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+纳米管阵列的形貌和发光性能的影响

3．1 表征结果与分析

3．1．1 AAO模板的形貌分析

3．1．2 Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+／AAO纳米管阵列样品的形貌分析

3．1．3 Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+／AAO纳米管阵列样品的物相分析

3．1．4 Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+／AAO纳米管阵列样品的能谱分析

3．1．5 Y2O2S：EU3+，Mg2+，Ti4+／AAO纳米管阵列样品的荧光光谱分析

3．1．6 Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+／AAO纳米管阵列样品的余辉光谱分析

3．2 本章小结

第四章 EDTA络合溶胶凝胶法制备Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+红色长余辉材料

4．1 Eu3+浓度对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+纳米晶粒性能的影响

4．1．1 不同Eu3+浓度Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+的物相分析

4．1．2．不同Eu3+浓度Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+的形貌分析

4．1．3 不同Eu3+浓度Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+的荧光光谱分析

4．1．4 不同Eu3+浓度Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+的余辉光谱分析

4．2 烧结温度对Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+纳米晶粒性能的影响

4．2．1 Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+的物相分析

4．2．2 Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+的形貌分析

4．2．3 Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+的荧光光谱分析

4．2．4 Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+的余辉光谱分析

4．3 本章小结

第五章 EDTA络合溶胶凝胶模板法制备Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+纳米阵列

5．1 结果与分析

5．1．1 Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+／AAO纳米阵列的形貌分析

5．1．2 Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+／AAO纳米阵列的物相分析

5．1．3 Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+／AAO纳米阵列的荧光光谱分析

5．1．5 Y2O2S：Eu3+，Mg2+，Ti4+／AAO纳米阵列的余辉光谱分析

5．2 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

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