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水热合成碱土金属氟化物纳米材料以及掺杂稀土元素近红外性质研究

作　者: 侯素英
导　师: 邢艳
学　校: 东北师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 纳微米材料 水热合成 碱土金属氟化物 近红外光学性质
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


近年来,纳米材料新颖的结构和奇特的性质引起了广大科研工作者的兴趣。本文利用简单的水热方法,设计不同的反应路线,合成出多种形貌的氟化钡和氟化钙纳米材料。并利用各种表征手段,比如X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨电子显微镜（HRTEM）和PL等手段对样品进行表征,同时对氟化物的生长机制以及掺杂稀土元素的近红外发光性质进行了探讨。1.通过简单的水热方法,空心结构的氟化钡微米材料在两嵌化合物P123的辅助下被成功合成出来。样品通过了X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨电子显微镜（HRTEM）和PL光谱测试。对比实验表明,柠檬酸纳和氟硼酸钠在合成空心结构氟化钡的过程中,起到了很重要的作用,并探讨了合成空心结构的反应机理。2.具有尺寸均一、三维的花状CaF2,通过简单的水热方法,在EDTA-2Na作为配体的作用下被成功合成出来,从扫描电子显微镜照片上可以看出,具有花状结构的氟化钙是由厚度为10nm左右的众多纳米片自组装形成的,花状氟化钙的形成过程在细节中进行了讨论。实验中我们发现反应时间和配合剂对于形成花状结构CaF2起到了重要的作用。同时还研究了掺杂稀土离子的近红外性质,尤其是在1300-1600nm范围中对于光信号和通讯方面将有特殊的应用前景。3.通过简单的水热方法,合成了分散性良好、尺寸均一的桑葚状CaF2纳米材料。采用X射线粉末衍射（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）对产物的结构、形貌、尺寸进行表征。此外,还进一步研究了Yb3+掺杂的CaF2近红外发光性质。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-16
  1.1 引言  8
  1.2 纳米材料概述  8-11
    1.2.1 纳米材料的概念  8
    1.2.2 纳米材料的微结构及品质评价  8-9
    1.2.3 纳米材料的四种基本效应  9-10
    1.2.4 纳米材料的研究对象  10-11
  1.3 碱土金属氟化物的合成方法和研究进展  11-13
    1.3.1 氟化物纳米材料的制备方法  11-12
    1.3.2 氟化物的性质  12-13
  1.4 纳米碱土金属氟化物的研究进展  13-14
  1.5 本论文的研究意义  14-16
第二章 水热合成空心状BaF_2微米球  16-25
  2.1 引言  16-17
  2.2 实验过程  17-18
    2.2.1 实验原料  17
    2.2.2 实验步骤  17-18
    2.2.4 仪器表征  18
  2.3 结果与讨论  18-23
    2.3.1 射线粉末衍射(XRD)分析  18-19
    2.3.2 扫描电镜(SEM) 分析  19-20
    2.3.3 透射电子显微镜(TEM) 分析  20
    2.3.4 空心结构氟化钡的形成机理分析  20-21
    2.3.5 表面活性剂的影响  21-22
    2.3.6 不同反应条件对产物的影响  22-23
  2.4 掺杂稀土元素(Yb、Er、Nd) BaF_2 的光学性质  23-24
  2.5 本章小结  24-25
第三章 水热合成CaF_2 以及掺杂稀土元素(铒，钕，鐿) 的光学性质研究  25-36
  3.1 引言  25-26
  3.2 实验过程  26-27
    3.2.1 实验原料  26
    3.2.2 实验步骤  26-27
    3.2.3 仪器表征  27
  3.3 结果与讨论  27-32
    3.3.1 X-射线粉末衍射(XRD) 分析  27-28
    3.3.2 扫描电镜(SEM) 和透射电镜(TEM) 表征  28-29
    3.3.3 花状CaF_2 形成历程研究  29-30
    3.3.4 不同络合剂对产物影响  30
    3.3.5 不同物质的量络合剂对产物影响  30-31
    3.3.6 不同氟源对产物的影响  31-32
    3.3.7 花状氟化钙的形成机理  32
  3.4 BET 表面积和孔径分布  32-33
  3.5 稀土离子(Ln =Yb Er Nd) 掺杂CaF_2 的光学性质  33-35
  3.6 本章小结  35-36
第四章 桑葚状CaF_2 纳米材料的合成及CaF_2:Yb~(3+)的光学性质  36-42
  4.1 引言  36
  4.2 实验部分  36-37
    4.2.1 试剂与仪器  36-37
    4.2.2 实验过程  37
  4.3 结果与讨论  37-40
    4.3.1 XRD 分析  37-38
    4.3.2 EDS 分析  38
    4.3.3 FESEM 和TEM 表征  38-39
    4.3.4 桑葚状CaF_2 的形成过程  39
    4.3.5 络合剂对产物的影响  39-40
    4.3.6 不同氟源对产物的影响  40
  4.4 Yb~(3+) 掺杂CaF_2 的光学性质  40-41
  4.5 本章小结  41-42
结论  42-43
参考文献  43-50
致谢  50-51
在学期间公开发表论文及著作情况  51

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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