铝酸盐/碳酸盐发光材料的控制合成与光学性能研究

摘要

本论文主要是利用水热合成法、溶胶.凝胶法等路线,通过调整原料配比、反应温度、表面活性剂种类等因素,制备了系列铝酸盐／碳酸盐发光材料,并探讨了合成样品的形貌、尺寸、物相与其光学性能之间的关系。论文主要内容归纳如下:
　　 1.M3Al2O6:Eu2+(Eu3+),Dy3+(M=Sr,Ca,Ba)发光材料的控制合成与性能研究:①采用水热合成法,通过调节原料配比、水热反应温度、表面活性剂、焙烧气氛与温度等因素,制得不同形貌的发光材料。当原料Sr(NO3)2、Al(NO3)3·9H2O和CO(NH2)2的摩尔比为3:2:20,在120℃的水热条件下制得的前躯体为一维纳米结构；当在原料中添加柠檬酸三钠作为表面活性剂时,在相同反应条件下可制得类球形的前躯体。然而两种不同形貌前躯体经1200℃焙烧后的产物均形成不规则形貌。②利用溶胶.凝胶法制备出掺杂Eu3+、Dy3+的M3Al2O6(M=Sr,Ca,Ba)发光材料,以EG为溶剂时,可形成多孔结构的M3Al2O6:Eu3+,Dy3+(M=Sr,Ca,Ba)发光材料,相对水热合成法而言,该方法的焙烧温度(1100℃)较低。
　　 2.MAl2O4:Eu2+(Eu3+),Dy3+(M=Sr,Ca,Ba)发光材料的控制合成与性能研究:利用Pechini类型溶胶.凝胶法,主要研究柠檬酸与总金属阳离子的摩尔比、溶剂类型等反应参数对产品形貌与尺寸的影响。当溶剂为EG时,可形成多孔结构的发光材料；当溶剂为H2O时,则形成不规则形状的发光材料。
　　 3.ZnAl2O4:Eu3+发光材料的控制合成与性能研究:①利用Pechini类型溶胶-凝胶法,研究溶液的酸碱性、不同的焙烧温度对产物形貌与尺寸的影响。在600℃的焙烧温度下可制得多孔ZnAl2O4:Eu3+发光材料。②利用水热合成法,通过改变原料中Na2CO3的添加量,制得ZnAl2O4:Eu3+发光材料。
　　 4.MCO3:Eu3+(M=Sr,Ca,Ba)发光材料的控制合成与性能研究:利用室温化学共沉淀法,通过调节混合溶剂的配比、组成成分以及表面活性剂种类,合成了系列不同形貌、尺寸以及物相的碳酸盐发光材料在制备CaCO3:Eu3+样品的反应中,调节H2O-EG混合溶剂配比、添加不同表面活性剂,均能够促使产物物相的改变。发光测试结果表明,该样品在613nm处显示了优良的红光特征,说明实验制备的碳酸盐可以作为良好的发光基质。

目录

文摘

英文文摘

致谢

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第一章 绪论

1.1 发光材料研究进展概论及应用前景

1.2 铝酸盐体系发光材料的物理特性

1.3 制备方法

1.3.1 高温固相法

1.3.2 化学沉淀法

1.3.3 水热合成法

1.3.4 溶胶-凝胶法

1.3.5 燃烧合成法

1.3.6 微波辐射合成法

1.4 本论文的选题背景及研究内容

1.4.1 本论文选题背景

1.4.2 本论文的研究内容

第二章 实验原理及实验方案设计

2.1 Eu2+离子发光机理

2.2 Eu3+离子发光机理

2.3 实验方案设计

第三章 M3Al2O6:Eu2+(Eu3+),Dy3+(M=Sr,Ca,Ba)型发光材料的控制合成及其光学性能

3.1 水热合成法制备Sr3Al2O6:Eu2+(Eu3+),Dy3+发光材料

3.1.1 制备过程

3.1.2 样品的表征

3.1.3 实验结果与讨论

3.1.4 结论

3.2 溶胶-凝胶法制备M3Al2O6:Eu3+,Dy3+(M=Sr,Ca,Ba)型发光材料

3.2.1 制备过程

3.2.2 样品的表征

3.2.3 实验结果与讨论

3.2.4 结论

3.3 本章小结

第四章 MAl2O4:Eu2+(Eu3+),Dy3+(M=Sr,Ca,Ba)型发光材料的控制合成及其光学性能

4.1 制备过程

4.2 样品的表征

4.3 实验结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 尖晶石型ZnAl2O4:Eu3+发光材料的控制合成及其光学性能

5.1 溶胶-凝胶法制备ZnAl2O4:Eu3+发光材料

5.1.1 制备过程

5.1.2 样品的表征

5.1.3 实验结果与讨论

5.1.4 结论

5.2 水热合成法制备ZnAl2O4:Eu3+发光材料

5.2.1 制备过程

5.2.2 样品的表征

5.2.3 实验结果与讨论

5.2.4 结论

5.3 本章小结

第六章 MCO3:Eu3+(M=Ca,Ba,Sr)型发光材料的控制合成及其光学性能

6.1 制备过程

6.2 样品的表征

6.3 实验结果与讨论

6.4 本章小结

第七章 全文结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

附录一 攻读硕士学位期间发表的论文及获得的奖励