含钇纳米荧光材料可控制作及性质研究

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1、含钇纳米荧光材料可控制作及性质研究第1章绪论1.1纳米材料简介随着环境污染和能源短缺问题的日益严重，寻找新型能源材料迫在眉睫，而纳米材料在解决材料问题上起到了重要作用。纳米材料是指在三维空间内至少有一维在1-100nm之间或由它们作为基本单元构成的材料。纳米材料按维数划分可分为三类：(1)零维，指空间三维尺度都在纳米范围，如纳米颗粒、纳米微球、原子团簇等；(2)一维，在空间有两维在纳米范围，如纳米棒、纳米管、纳米丝、纳米带及纳米电缆等；(3)二维，在空间三维尺度中有一维在纳米范围，如超薄膜、多层膜、超晶格等[1]。自从199

2、0年7月在美国巴尔的摩成功举办第一届国际纳米科学技术会议，纳米科技作为一门崭新的科学技术得到了世界的广泛关注。自纳米材料发展以来，凭借其在介观领域和纳米器件研制等方面的重要作用，一跃进入材料科学的前沿领域。纳米材料由于其本身的尺寸为纳米量级，电子波性和原子之间的相互作用将受到影响，其磁学性能、电学性能、熔点、光学性能、力学性能和化学活性等会发生变化，从而表现出小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应和介电限域效应几种特殊效应，因此体现了很多优异的性质，在医药、材料、光学、机械、半导体、计算机和化工等领域有广泛的应

3、用。..1.2稀土纳米荧光材料的简介近几年来，稀土离子掺杂的材料由于具有窄的发射带和更长的荧光寿命等优点，已受到人们越来越多的关注。稀土元素(RareEarth)包括周期表中第六周期的镧系元素镧(La)、镥(Lu)、铈(Ce)、镱(Yb)、镨(Pr)、铥(Tm)、铒(Er)、钕(Nd)、钬(Ho)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、镝(Dy)、钆(Gd)、铽(Tb)及与其性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17种元素。稀土化合物是至少含有一种稀土元素的化合物。我国稀土储量大，种类齐全，是世界稀土市场的主要供应国。稀土是尖端科技

4、领域中重要的战略资源，在军事装备、汽车零部件、发光器材等高科技产品中有着重要的地位。稀土元素的原子由于具有特殊的未充满的4f电子层结构，因此能级多种多样，表现出优异的光学性质。稀土的发光和激光性能都是由于稀土的4f电子在不同能级之间的跃迁产生的。稀土发光材料具有色纯度高、发光谱带窄、色彩鲜艳；光吸收能力强，转换效率高；发射波长分布区域宽；化学和物理性质稳定，耐高温，可承受强紫外光和高能辐射的作用等。如今稀土材料广泛用于显示、照明、信息、显像、能源等领域。形成了庞大的生产和消费规模。同时也将扩展到其他技术领域，成为人们生产、生

5、活中必不可缺的重要部分。.第2章实验材料和表征方法2.1实验试剂2.2表征方法及原理2.2.1广角X射线衍射(-3010型高分辨透射电子显微镜，加速电压为300kV。测试之前需将样品超声分散在无水乙醇中，后将其滴到镀有碳膜的铜网上，待样品干燥后进行测试。..第3章NaY(MoO4)2:Ln3+微米晶的可控制备........253.1NaY(MoO4)2:Ln3+微米晶的制备.........253.2样品结构组成及形貌表征......263.3样品发光性质研究.......303.4本章小结....34第4章Ag/Y2O3

6、:Eu3+纳米管的合成、调控发光........354.1Ag/Y2O3:Eu3+纳米管的合成.....354.2样品的结构组成和形貌表征........364.3样品发光性质研究......384.4样品表面增强拉曼光谱研究........414.5本章小结....42第5章NaYF4:Yb3+/Er3+纳米晶的荧光调控....445.1NaYF4:Er3+/Yb3+/Pb2+纳米晶的制备.........445.2样品结构组成和形貌表征......455.3样品发光性质研究......475.4本章小结....49第7章

7、其他稀土荧光材料的探索7.1KLa2Ti3O9.5:Er3+纳米晶的制备、发光及光解水制氢性能研究我国是能源消耗大国，能源短缺问题日益严重，为了维护我们的长远利益，社会的可持续发展，开发氢能源势在必行，而传统的化学制氢方法需要消耗大量的电力或矿物资源,生产成本也普遍较高。太阳能光解水制氢是利用太阳光的能量,在催化剂的作用下分解水[73-75]。太阳能是一种取之不尽用之不竭的资源，是大自然赐予人类的宝贵财富，利用太阳能光解水制氢不仅仅利用了太阳能，更能产生氢能，真正的达到了环境友好标准。制得的氢气有望成为石油、天然气等化石燃料

8、的替代品，在交通、能源等等生产生活的各个领域会有很广泛的应用。光解水制氢的关键是制备具有高活性的光催化剂。钙钛矿型复合物KLa2Ti3O9.5:Er3+是一种层状化合物，对其层间进行修饰，使其作为反应场，使电子有效迁移到催化剂表面，抑制电子-空穴对复合，从而能提高催化活性。本文采用水热方法