稀土化合物一维纳米材料的合成与表征

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1、摘要通过对纳米材料进行微观结构的调控，进而达到对其物理和化学性能进行“裁剪”的目的，是目前纳米材料科学研究领域的一个重要发展方向。一维(1D)稀土化合物纳米材料由于其独特的结构，以及这种结构带来的特殊物理与化学性能，受到了广泛的关注。本文发展了一种水热合成纳米材料的方法，并通过这种方法成功控制合成了几种一维稀土纳米材料。通过各种表征手段如：X．射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子衍射(S／LED)、红外光谱(IR)以及荧光光谱分析(PL)等技术对所制备的纳米材料进行了

2、详细的表征和性能研究。主要内容如下：(1)发展了一种水热合成稀土一维纳米材料方法，并用此方法成功制备了形貌均一、尺寸可控的La(OH)3、Nd(OH)3、Sm(OH)3、Gd(OH)3、Dy(OH)3纳米棒等一维纳米结构。通过高温退火，得到了形貌尺寸均一的La203、Nd203、Sm203、Gd203、ny203等1D纳米棒。荧光发光性能研究表明，纯的La203、Nd203、Sm203、Gd203、ny203等一维纳米棒在室温也具有较好的发光性能。(2)利用以上合成手段，在表面活性剂的作用下，成

3、功制备了形貌均一、半径在3～8nm、长度达到100nm的超细纳米棒；通过控制纳米棒的生长条件，成功调控了超细纳米棒的微观尺寸。(3)在以上基础上，成功制备了尺寸均一的Y(OH)3前驱正方形纳米片。通过二次水热法，在NaOH溶液的作用下，得到了不同直径和长度的Y(OH)3纳米管，并提出了用“卷曲机制”来解释我们的实验过程。通过高温退火，我们得到了Y203正方形纳米片、纳米管。此外，还成功制备了Y203：Eu”四方形纳米片、Y203：Eu3+纳米管，并初步探索了室温下的荧光发光性能。关键词水热法，一

4、维纳米材料，稀土ABSTRACTItisveryimportanttocontrolthemicrostructuresandtailorthephysicalandchemicalpropertiesofnanomaterials．One—dimensional(1D)rare—earthcompondsnanostructureshaveattractedextensivesyntheticinterestsoverthepastyearsbasedonthestrongassociatio

5、nbetweentheirmorphologiesandproperties．Inthisthesis，anewhydrothermalwayWasdevelopedtosynthesizeseveral1Drare．earthnanomaterials．V打iOUSmethodsincludingX—raypowderdiffraction(XRD)，TransmissionElectronMicroscope(TEM)，Hi曲一resolutionTransmissionElectronMi

6、croscope(HRTEM)，SelectedAreaElectronDiffraction(SAED)andInfraredSpectrum(IR)wereusedforcharacterization．Themaincontentsaresummarizedasfollows．(1)Asimplehydrothermalmethodwasdevelopedtosynthesizethe1Drare-earthnanomatirealsincludingLa(OH)3，Nd(OH)3，Sm(

7、OH)3，Gd(OH)3andDy(OI-I)3nanorodswithuniformandcontrollablesize．Throughcalcining，thenanorodsincludingLa203，Nd203，8m203，Gd203，andDy203wereobtained．Photoluminescenceexperimentsunderroomtemperaturehaveindicatedthatthesepurerare—earthoxideshavegoodoptical

8、properties．(2)Basedonabovemethods，La(OI-I)3utral—thinnanorodswithdiameterfrom3to8ni／1andlengthupto100Dinweresynthesizedwiththeassistantofsurfactants．ThesizeoftheLa(OH)3utral．thinnanorodswascontrolledthoughadjustingthereactionconditions．(3)Y(OH)3precu