论文部分内容阅读
氧化镧(La2O3)和氧化铈(CeO2)作为一类重要的稀土氧化物,由于它们特有的性质,从而在催化、传感器等方面有着广泛的应用前景。另外La3+和Ce4+的半径和Er3+,yb3+的半径相接近,使得Er3+和Yb3+较容易掺杂到La2O3和CeO2的晶格中。因此,Er3+和yb3+掺杂的La2O3和Ce02成为上转换纳米材料的研究热点。论文从煅烧温度,禁带宽度,氧物种和Er3+的掺杂量方面研究了影响La2O3:Er3+上转换强度的因素。制备了具有棒状和中空球结构的上转换纳米材料,并设计了CeO2:Er3+/Yb3+中空纳米球的pH传感器。主要工作如下：(1)采用微波辅助法制备了La203：Er3+纳米粒子,将前驱体分别在600℃,700℃和800℃条件下煅烧,得到La2O3:Er3+纳米材料。通过对不同Er3+掺杂量和经过不同温度煅烧的纳米粒子进行结构、组成、禁带宽度和上转换荧光等性能的测试,分析影响上转换荧光强度的内在因素。研究发现：禁带宽度越小越有利于增加上转换荧光强度和晶格氧的含量越多对增加荧光强度越有利。(2)利用溶剂热法制备了形貌规整的CeO2：Er/Yb纳米棒。用XRD,SEM, HRTEM和上转换荧光光谱对纳米棒进行了表征。经研究发现：CeO2:Er/Yb纳米棒在近红外光激发下,在波长520-550nm和620-660nm处分别产生绿光和红光的发光峰,且红光的强度要高于绿光的强度。当激光光源的激发功率逐渐增大的时候,CeO2：Er/Yb纳米棒的上转换荧光强度逐渐增加,并呈现一定的线性关系。(3)用软模板法制备了CeO2:Er3+/Yb3+中空纳米球,其粒径大小为100nm左右,用XRD, TEM, SEM, UV-vis匕谱和上转换荧光光谱对其进行农征,并用CeO2:Er3+/Yb3+中空纳米球设计了pH传感器。实验发现：当Yb3+的掺杂量为4%的时候,CeO2:Er3+/Yb3+中空纳米球在绿光区的发射峰的强度达到最大值；而当Yb+十的掺杂量为20%的时候,其红光区的发射峰的强度呈面出最大值,表现出较强的红光发射。CeO2:Er3+/Yb3+中空纳米球的上转换荧光强度在溴麝香草酚蓝溶液的pH值介于6-10之间存在很好的线性关系。