Yb、Ce掺杂纳米硼酸镧的制备及表征

来源 :辽宁石油化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ww447978636
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稀土元素原子的最外层4f5d电子排布未充满,所以稀土原子各个状态对应的能量值很多,能量值之间的跃迁通道数量同样很多,这样就能够得到种类繁多的吸收或发射辐射,在此基础上得到各种各样的发光材料。稀土发光材料越来越受到人们的重视,成为科学研究的热点。其中,在硼酸盐中掺杂稀土元素可以制备出光学性能良好的稀土发光材料。本实验通过溶液燃烧法,以硝酸镧(LaNO3),硼酸(H3BO3)为原料,分别以甘氨酸(C2H5NO2)、柠檬酸(C6H8O7)、尿素(CN2H4O)、柠檬酸铵(C16H17N3O7)为燃烧剂,硝酸镱,硝酸铈为改性剂,制备合成硼酸镧,铈改性硼酸镧,镱改性硼酸镧和铈镱共掺改性硼酸镧,并对产品进行X射线衍射分析、扫描电镜分析、紫外可见吸收光谱分析、荧光光谱分析等。分析探讨保温时间、煅烧温度、燃烧剂的选择等对产品的晶格特殊参数,发光谱学性质的影响。实验结果如下:(1)以硝酸镧(La(NO33·nH2O),硼酸(H3BO3)为原料,分别以甘氨酸(C2H5NO2)为燃烧剂,煅烧温度为900℃,煅烧时间为4h,反应物摩尔比为La(NO33·nH2O:H3BO3:C2H5NO2=3:3:5。硼酸镧产品颗粒分散性较好,无团聚现象发生,LaBO3颗粒为椭球形,晶体粒径大概在350 nm左右。可以充当良好的发光基质材料。(2)以硝酸镱为改性剂,Yb3+掺杂量为3%时基质硼酸镧的晶体结构并未发生改变。晶胞参数和晶胞体积随掺杂量增加而逐渐减小,产品结晶度较好,形貌规则,分布均匀,主要呈小椭球状,粒径大约为300 nm。紫外光区有非常强的吸收,发射光谱带主要是由位于421 nm附近的光谱带构成。并且LaBO3粉体的光吸收范围也得到扩大。(3)以硝酸铈为改性剂,制备LaBO3:Ce3+粉体,当Ce3+掺杂量为4%时,粉体发光强度最高,Ce3+的掺杂没有使粉体发射光谱的主峰位置发生移动。(4)以硝酸铈和硝酸镱为共同改性剂,制备LaBO3:Yb3+,Ce3+粉体,分析结构表明:煅烧时间为4小时的条件下,产品结晶度较好,晶体半径大约为300 nm。Yb3+和Ce3+各自掺杂摩尔百分数为1.5%时,LaBO3:Yb3+,Ce3+粉体发光强度最高,发射光谱带主要是由位于421 nm附近的光谱带构成,激发光谱带主要是由位于255 nm附近的光谱带构成。
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