稀土掺杂钒酸盐的控制合成及发光性能研究

摘要

随着发光二极管包括等离子体等显示发光技术的迅猛快速发展，这就对荧光粉体的颗粒尺寸、性能稳定性、发光的持续性以及发光强度等提出了更为苛刻的要求。在这么多的荧光基质材料里面，以稀土钒酸盐材料作为基体的荧光材料因为拥有特殊的结构构型以及显著的纳米效应从而展现出了较好荧光性质。不仅如此，其还拥有很好的化学特性和热学性能。因此，研究稀土钒酸盐纳米材料的形貌设计以及合成手段，探究其微观尺寸、结构以及形貌等对于性能的影响，并在此基础上拓展其应用新领域，具有实际的社会价值和经济价值，也是目前该领域研究的热点。本文通过水热合成方式制备出一系列不同构型及外貌的钒酸盐稀土纳米材料，并采用XRD、SEM、PL、TEM、HRTEM等；一系列测试手段对所制备的荧光粉的微观构型和外貌进行了表征并系统地探究了其发光性质。主要研究结果归纳如下：　　1、以EG溶液作为添加剂通过水热法成功合成了形貌规则的m-LaVO4:Eu3+和t-LaVO4:Eu3+纳米晶，一系列的表征手段表明溶液的pH值，EG/H2O比值以及Eu3+的掺杂浓度对最终产物的颗粒尺寸和形貌有着重要的影响。而且，伴随着添加剂添加量的增大，产物组成的最基本单元由0维向二维转变。荧光测试结果表明，相比较于基质材料m-LaVO4，掺杂后的t-LaVO4:Eu晶体源于其独特的晶体构型从而拥有更好的发光性能。　　2、通过添加不同的胺盐(TETA,ETA,EDA)辅助水热法制备出了分散性良好的YVO4晶体。X射线的衍射图谱显示纳米晶拥有四方相的晶系构型，属于141/a空间结构群。扫描电镜结果显示表面活性剂在形貌生成过程中起到至关重要的作用。与此同时，也对合成纳米晶的荧光性质进行了系统了研究，结果表明在280nm的激发波长下，源于Eu3+内部5D1-7F1和5D0-7FJ(J=1,2,3,4)能级之间的电子跃迁，YVO4:Eu3+纳米晶会发射出红光。所释放出红光的强烈程度不仅与所掺杂Eu离子量有关，还取决于所添加胺盐的种类。当EDA作为添加剂时，Y0.95Eu0.05VO4拥有最好的荧光强度，此时的荧光寿命达到1.14ms。　　3、通过添加NaNO3辅助水热法合成了YVO4:Eu3+和 YVO4:Eu3+/Ba2+纳米晶荧光粉。X衍射图谱（XRD），扫描电镜（SEM），透射电镜（TEM），高分辨透射电镜（HRTEM）以及PL等测试手段被用来表征产物的结构形貌和荧光性质。在YVO4基质材料所吸收的光子能量的激发下，YVO4:Eu3+/Ba2+纳米晶荧光粉会发射出强烈的红光，红光强度相当于相同制备条件下YVO4:Eu3+粉体发光强度的数倍。不仅如此，适当的Ba2+离子掺杂量也可提高产物的荧光寿命，掺杂Ba2+离子后的荧光寿命最高可达1.14ms。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 纳米材料

1.3 稀土发光材料

1.4 本实验的探究思路、探究内容和优点

第二章 EG辅助水热合成LaVO4：Eu粉体及其发光性能的研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3结果和讨论

2.4本章小结

第三章 多种胺盐辅助水热制备不同形貌的YVO4：Eu3+纳米晶及其荧光性质

3.1 引言

3.2实验部分

3.3结果与讨论

3.4本章小结

第四章 NaNO3辅助水热法合成YVO4:Eu3+/Ba2+荧光粉及其荧光性能的研究

4.1引言

4.2 实验细节

4.3结果和讨论

4.4本章小结

结论

参考文献

致谢

作者介绍和读研时的研究成果