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12CaO·7Al_2O_3多晶粉的制备及其发光性能的研究

作　者: 吴林飞
导　师: 王锐
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 化学工程与技术
关键词: 高温固相法 C12A7 上转换发光 上转换白光
分类号: O614.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 31次
引　用: 1次
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内容摘要


通过实验确定了利用高温固相法制备12CaO·7Al2O3（C12A7）多晶粉的最佳工艺条件,并制备出了纯的C12A7多晶粉样品以及稀土离子掺杂的C12A7多晶粉样品。XRD的测试结果表明,通过高温固相法已经制备出了单相的C12A7多晶粉样品。XRD测试及紫外-可见吸收光谱的结果表明,掺杂的稀土Er3+、Yb3+离子已经进入晶格中,且是以替位的形式存在于C12A7晶格中的,而不是存在于晶格间隙中。利用波长为980nm的激光器对C12A7:Er3+多晶粉样品进行激发,观察到了可见光区较强的上转换绿光发射和很弱的上转换红光发射,且随着掺杂Er3+离子浓度的增加,上转换红、绿光的发射强度都有相应的增加。利用波长为980nm的激光器对C12A7:Er3+/Yb3+多晶粉样品进行激发,观察到了很强的上转换绿光发射和红光发射,且随着Yb3+离子浓度的提高,上转换红、绿光的发射强度都有一定程度的增加,但上转换红光发射强度增加的幅度明显要大于上转换绿光发射强度增加的幅度。530nm和550nm附近的绿光发射来源于Er3+离子2H11/2/4S3/2能级到基态4I15/2能级的跃迁,660nm附近的红光发射来源于Er3+离子4F9/2能级到基态4I15/2能级的跃迁。通过对C12A7多晶粉中进行Er3+、Tm3+、Yb3+离子的掺杂,并调节三种稀土离子的掺杂比例,用波长为980nm的激光器对样品进行激发时能得到上转换白色荧光的发射。实验结果表明,当Er3+离子浓度一定时,通过提高Yb3+离子的浓度,降低Tm3+离子的浓度,能得到较好的上转换白色荧光的发射;相反,通过适当降低Yb3+离子的浓度,提高Tm3+离子的浓度,也能获得较好的上转换白色荧光的发射。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-20
  1.1 研究的目的和意义  8
  1.2 C12A7 的基本性质  8-10
  1.3 上转换发光材料  10-11
    1.3.1 卤化物体系  10
    1.3.2 硫化物体系  10
    1.3.3 氧化物体系  10-11
  1.4 上转换发光材料的合成方法  11-13
    1.4.1 高温固相法  11
    1.4.2 水热合成法  11-12
    1.4.3 溶胶—凝胶法  12
    1.4.4 沉淀法  12
    1.4.5 燃烧合成法  12-13
  1.5 上转换发光机理  13-17
    1.5.1 激发态吸收  14
    1.5.2 能量传递  14-17
    1.5.3 “光子雪崩”过程  17
  1.6 稀土简介  17-18
  1.7 本课题的主要研究内容  18-20
第2章 实验方法和表征  20-25
  2.1 实验原料及仪器设备  20
  2.2 实验样品制备  20-22
    2.2.1 C12A7 多晶粉的制备  21
    2.2.2 铒掺杂C12A7 多晶粉的制备  21
    2.2.3 铒镱双掺C12A7 多晶粉的制备  21-22
    2.2.4 铒铥镱三掺C12A7 多晶粉的制备  22
  2.3 样品的表征  22-25
    2.3.1 XRD 测试  22-23
    2.3.2 紫外可见吸收光谱  23-24
    2.3.3 上转换荧光光谱  24-25
第3章 C12A7 的制备及铒掺杂C12A7 发光研究  25-32
  3.1 概述  25
  3.2 C12A7 多晶粉的制备工艺及样品表征  25-26
    3.2.1 C12A7 多晶粉制备工艺的探索  25
    3.2.2 C12A7 多晶粉的表征  25-26
  3.3 铒掺杂C12A7 多晶粉的表征  26-28
    3.3.1 XRD 测试及分析  26-27
    3.3.2 紫外-可见吸收光谱测试及分析  27-28
  3.4 铒掺杂C12A7 多晶粉的上转换荧光光谱  28-29
  3.5 铒掺杂C12A7 多晶粉的上转换荧光的产生机制  29-30
  3.6 本章小结  30-32
第4章 铒镱双掺C12A7 上转换荧光研究  32-41
  4.1 概述  32
  4.2 铒镱双掺C12A7 多晶粉的表征  32-34
    4.2.1 XRD 测试及分析  32-33
    4.2.2 紫外-可见吸收光谱测试及分析  33-34
  4.3 铒镱双掺C12A7 多晶粉的上转换荧光光谱  34-36
  4.4 铒镱双掺C12A7 多晶粉上转换荧光的产生机制  36-40
  4.5 本章小结  40-41
第5章 铒铥镱三掺C12A7 上转换白光研究  41-50
  5.1 概述  41
  5.2 铒铥镱三掺C12A7 多晶粉上转换白光研究  41-49
  5.3 本章小结  49-50
结论  50-51
参考文献  51-56
致谢  56

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 无机化学 > 金属元素及其化合物 > 第Ⅲ族金属元素及其化合物
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