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一维Y_2O_3：Eu纳米材料合成及其发光性能的研究

作　者: 彭丽霞
导　师: 王民权；洪樟连
学　校: 浙江大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 一维纳米材料氧化钇 pH值水热模板发光
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

一维纳米材料因其重要的理论意义和潜在的广泛应用前景而成为物理、化学、材料等诸多学科领域的研究前沿。目前,发展制备一维纳米材料的新方法,开拓新的体系是一个十分重要的研究课题。本文在综述一维纳米材料的特性、合成方法、应用与发展现状的基础上,提出了分别采用水热法和溶剂热法合成一维纳米结构的氧化钇前驱体Y₄O（OH）₉（NO₃）,进而制备并研究Y₂O₃:Eu一维纳米结构的发光性能的研究方案。论文应用DTA-TG、XRD、SEM、EDS、TEM、FT-IR和荧光光谱等测试手段表征了不同的模板、pH值、反应温度、反应时间等工艺参数对产物形貌、大小、结构与发光性能的影响。论文可分为两部分: （1）分别采用水热法和溶剂热法,在适宜的工艺条件下合成了一维纳米结构的Y₄O（OH）₉（NO₃）粉体,并对其合成机制进行了分析。结果表明,在特定工艺条件下,pH值和晶体结构是决定一维纳米结构Y₄O（OH）₉（NO₃）形貌的主要因素;模板和溶剂对一维纳米结构的形貌发育有一定的影响,如模板和溶剂的选择会对形貌、粒径产生影响,甚至会破坏形成的一维纳米结构。研究发现,pH为7时可获得微米尺寸的三棱柱结构;当pH大于等于8时,则得到截面为尖圆形的纳米棒束结构;随pH值的进一步增大,纳米棒束尺寸减小。此外发现,反应温度过高或过低都不利于一维纳米结构的形成。合适的水热处理温度为180℃;在此温度下,纳米棒束的结构较稳定:随反应时间增加纳米棒束的结构没有明显变化,只是尺寸略有增加。（2）在前述研究基础上先合成一维纳米结构的氧化钇掺铕的前驱体,再经热处理工艺得到一维纳米结构的Y₂O₃:Eu粉体。结果表明,500℃热处理即可获得纯相、结晶性良好的Y₂O₃:Eu纳米粉体;并且随热处理温度的提高,最终产物的发光强度增强:在1000℃高温热处理后仍可获得具有良好分散性能的Y₂O₃:Eu纳米粉体。此外发现,不同的pH值条件制备的不同纳米前驱体形貌对发光性能有较大影响:pH值7时制备的微米级三棱柱的发光强度较高,提高pH值后制备的纳米棒束发光强度明显降低。

全文目录

前言  6-8
第一章文献综述  8-25
  1．1 纳米材料简介  8
  1．2 纳米材料的发展历史  8-9
  1．3 纳米材料的特性  9-11
  1．4 一维纳米材料的研究进展  11-21
    1．4．1 一维纳米材料的制备方法  11-15
    1．4．2 一维纳米材料的性能  15-16
    1．4．3 一维纳米材料的应用  16-18
    1．4．4 一维纳米材料的生长机制  18-21
  1．5 稀土元素及其化合物的性质  21-24
    1．5．1 稀土元素的主要物理化学性质  21-22
    1．5．2 稀土氧化物的性质和应用  22-23
    1．5．3 一维纳米结构的稀土氧化物的研究现状  23-24
  1．6 选题意义  24-25
第二章实验原理与测试方法  25-30
  2．1 实验化学试剂  25-26
  2．2 实验仪器  26
  2．3 一维纳米结构材料的合成工艺原理  26
  2．4 表征手段  26-30
    2．4．1 X射线衍射分析(XRD)  26-27
    2．4．2 透射电镜(TEM)和电子衍射分析(ED)  27-28
    2．4．3 扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)  28
    2．4．4 荧光光谱分析(PL)  28-29
    2．4．5 傅立叶红外分析(FT-IR)  29
    2．4．6 热失重与差热分析(DTA-TG)  29-30
第三章一维纳米氧化钇前驱体的合成研究  30-53
  3．1 水热法合成一维纳米结构的氧化钇前驱体粉体  31-44
    3．1．1 实验原理  31
    3．1．2 实验过程  31-32
    3．1．3 实验结果  32-35
    3．1．4 工艺条件对Y_4O(OH)_9(NO_3)一维纳米材料的影响  35-44
  3．2 溶剂热法合成一维纳米结构的氧化钇前驱体粉体  44-48
    3．2．1 实验原理  44-45
    3．2．2 实验过程  45
    3．2．3 实验结果  45-48
  3．3 一维Y_4O(OH)_9(NO_3)纳米材料的形成机制研究  48-52
  3．4 小结  52-53
第四章一维Y_2O_3∶Eu纳米粉体材料的合成与发光性能的研究  53-67
  4．1 一维纳米结构的Y_2O_3∶Eu荧光粉前驱体的制备  54-59
    4．1．1 实验路线  54-55
    4．1．2 实验过程  55
    4．1．3 实验结果与讨论  55-59
  4．2 一维纳米结构的Y_2O_3∶Eu荧光粉的制备与发光性能的研究  59-65
    4．2．1 实验路线  59-60
    4．2．2 实验结果与讨论  60-65
  4．3 小结  65-67
第五章结论  67-68
参考文献  68-74
硕士期间发表的论文  74-75
致谢  75

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