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碳纳米管(CNTs)因其独特的管状结构和优异的电学、力学、光学、热学等性质,在过去的十年里受到了化学家、物理学家、生物学家和材料学家的青睐,成为当今最受关注的纳米材料之一。CNTs高温煅烧后能被去除,所以也成为制备管状纳米材料的优异模板。稀土氧化物具有优异的光物理性质,被广泛应用于光学器件方面。我们的实验表明:碳纳米管自身虽然具有荧光性,但它对稀土氧化物的荧光具有很强的猝灭效应。为了充分运用CNTs的荧光猝灭效应,我们首先制备了荧光强度非常微弱的CNTs/稀土氧化物复合物,然后在高温煅烧下逐渐去除碳纳米管模板,采用扫描电镜(SEM)分析、透射电镜(TEM)和能量散射光谱(EDS)分析表明,形成了稀土氧化物的纳米管,并且复合物的荧光强度随着煅烧温度的升高而逐渐增强。因此,这种材料表现了强的高温温敏荧光性,使得它在高温预警显示系统、传感器和场发射显示器等方面有很大的应用前景。本研究充分应用了CNTs的强荧光猝灭效应和稀土氧化物的强荧光性,二者复合后,高温煅烧得到强荧光稀土氧化物纳米管,使得碳纳米管/稀土氧化物的纳米复合物表现了强的高温温敏荧光性质。首先探讨了碳纳米管的纯化和功能化;其次用沉淀法制备了碳纳米管/稀土氢氧化物复合物,并且采用正交实验探讨了碳纳米管和稀土前驱体的配比、表面活性剂种类和用量、PH值等因素;然后高温煅烧得到碳纳米管/稀土氧化物纳米复合物,探讨了碳纳米管被完全燃烧的煅烧温度、煅烧温度对复合物荧光强度的影响等,并且对煅烧温度升高,复合物的荧光逐渐增强的机理进行了探讨;最后是对煅烧后的强荧光物质成膜,主要内容和结论如下:第一,在实验室以前探讨的对CNTs的处理技术基础上,用王水、混酸(浓H2SO4:浓HNO3的体积比=3:1)和表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)做进一步的功能修饰,得到了功能化的CNTs。用傅立叶红外光谱(FT-IR)分析进行了表征。研究发现,采用王水处理CNTs,可对其实现羧基化。但是先用6M HNO3对CNTs纯化,然后用表面活性剂处理后可得到表面负载阴离子的CNTs,更有利于制备CNTs/稀土氢氧化物。第二,为了制备荧光较强的CNTs/Eu2O3复合物,用正交实验探讨了纯化的CNTs和硝酸铕(Eu(NO3)3)的配比、表面活性剂种类和用量、超声时间、回流温度及时间等对复合物荧光的影响。然后对纯化的CNTs和CNTs/Eu(OH)3复合物进行热重(TG)分析,表明该复合物在500°C左右热转化为CNTs/Eu2O3复合物。在300~1000°C下对复合物煅烧4h,我们发现复合物的荧光随煅烧温度升高而增强。用扫描电镜(SEM)分析、透射电镜(TEM)分析、傅立叶红外光谱(FT-IR)分析、X射线衍射(XRD)分析、荧光光谱分析对复合材料性能进行了表征。研究发现:纯化后的CNTs与Eu(NO3)3质量比大约为5.0wt%时,制备的Eu2O3/CNTs纳米复合材料的发射峰较强。在620°C和1000°C分别煅烧Eu2O3/CNTs纳米复合材料,得到的纳米复合物在540nm和580nm有非常强的发射峰,这主要是由于Eu3+的5D0→7Fj(j=0,1)的电偶极跃迁。很明显,发射峰有轻微的蓝移。第三,为了对比其他强荧光稀土氧化物/CNTs的高温温敏荧光性能,我们制备了CNTs/Tb4O7复合物。用扫描电镜(SEM)分析、透射电镜(TEM)分析、傅立叶红外光谱(FT-IR)分析、热重(TG)分析、X射线衍射(XRD)分析、荧光光谱仪对复合材料性能进行了表征。研究发现:纯化后的CNTs与TbCl3质量比大约为25.0wt%时,制备的Tb4O7/CNTs纳米复合材料的发射峰较强。在400600°C煅烧Tb4O7/CNTs纳米复合材料,得到的纳米复合物在485nm和530nm的发射峰逐渐增强,这主要是由于Tb3+的5D4→7Fj(j=5,6)的电偶极跃迁。但在700°C下煅烧Tb4O7/CNTs纳米复合材料,得到了Tb4O7纳米管,在500nm出现非常强的荧光发射峰,这主要是Tb3+的5D4→7F5的电偶极跃迁,但是存在明显的蓝移。然后用研磨、超声分散和提拉成膜方法制备煅烧得到的超强荧光Eu2O3纳米管薄膜。研究表明使用聚甲基丙烯酸甲酯作为成型基体不能保持薄膜良好的荧光性,而且机械性较差。