LaVO<,4>纳米棒的合成、结构与性能研究

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具有3d和4f结构的稀土元素化合物,由于具有独特的电子结构和多样化的跃迁模式,往往具有奇特的光学和磁学性能。近来有很多关于用水热法合成稀土化合物纳米管和纳米棒的报道,但很少有关于LaVO4纳米棒合成的报道。本文采用水热法和模板导向法结合的方法合成了LaVO4纳米棒,讨论了模板剂、前驱体溶液的pH值、水热反应时间和不同V(钒)源等对合成LaVO4纳米棒的影响,实验研究确定了最佳合成工艺参数:模板剂为EDTA、前驱体溶液的pH值为9、水热反应时间为8天、以Na3VO4为V(钒)源,制备出了纯净的单一四方锆石型结构的LaVO4纳米棒,其长度为1~2μm,直径为80~120 nm。利用XRD,SEM,TEM,HRTEM,FT-IR对产物的物相、结构和形貌进行了表征。采用波长为320 nm的紫外光进行激发的光学性能测试表明:(1)相比较于LaVO4纳米颗粒,LaVO4纳米棒的光学性能有一定程度的增强,荧光峰出现在450-550 nm波段处,其中467 nm处为最强荧光峰,按能级图可指认为1G43H6的跃迁带;(2)四方结构LaVO4纳米棒比单斜结构LaVO4纳米颗粒的光学性能明显提高,且最强荧光峰位置红移了大约50 nm:磁性能测试表明,LaVO4纳米材料在不同温度范围内有非常优异的磁性能,包括铁氧体磁性、反铁磁性、顺磁性和逆磁性,与LaVO4纳米颗粒相比,LaVO4纳米棒的磁性能有一定程度的增强。最后,合成了Eu掺杂的单一四方钻石型结构的LaVO4纳米棒,其长度为0.5~1μm,直径约为100 nm。利用XRD,SEM,TEM,HRTEM,EDS对产物的物相、结构和形貌进行了表征,证实Eu3+进入LaVO4的品格取代了La3+。采用波长为320 nm的紫外光进行激发的光学性能测试丧明:LaVO4:Eu纳米棒的光学性能有了明显的提高,最强荧光峰出现在612 nm波段处,按能线图可指认为5D<sub>0-7F2的跃迁带,在587 nm波段处出现了一个较强的荧光峰,按能级图可指认为5D0-7F1的跃迁带;磁性能测试表明,LaVO4:Eu纳米棒的磁性能有明显的提高。
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