稀土离子掺杂MgO、ZnO、MoO3微纳米材料的制备与发光性质研究

来源 :内蒙古师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shaodongjia1668
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在微纳米材料研究的领域中,氧化物微纳米材料由于具有结构简单、性质稳定、易于制取等优点在光催化降解有机污染物、场发射器、电子及发光器件等方面具有广泛的应用。关于微纳米氧化物的光谱性质,通常采用在氧化物基质中掺杂稀土离子来得到稀土微纳米发光材料。大量研究表明,发光材料的形貌、尺寸及其发光性能与不同的制备方法密切相关,因此人们的目光放在利用简便的方法获得稀土离子掺杂不同形貌的氧化物微纳米发光材料。本文采用水热法成功地将Eu3+及Eu3+和Gd3+掺入到MgO中,并得到了不同形貌的MgO:Eu3+发光材料;制备了形貌特殊的ZnO:Eu3+和六棱柱状MoO3:Eu3+微纳米发光材料。利用X-射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)等技术对制备样品的物相、形貌和结构进行了表征,通过荧光光谱对样品的发光性质进行了详细的讨论。通过对Eu3+及Eu3+和Gd3+掺杂的MgO材料分析表明,将不同的水热温度和pH条件下制备出的前驱体,经800℃焙烧处理后得到不同形貌的立方相MgO:Eu3+。MgO:Eu3+的激发光谱为一宽带峰和系列的锐峰,其最强激发峰位于395nm处。在395nm波长光激发下,完成了体系中不同Eu3+的掺杂量和焙烧温度的MgO:Eu3+的发射光谱的测定,发射峰均以597nm和617nm处的5D0→7F1、5D0→7F2跃迁为主,当焙烧温度800℃和Eu3+的掺杂量为4%时,MgO:Eu3+的发光性质最好。同时研究了Gd3+对MgO体系中Eu3+发光性质的影响,在相应共掺杂体系中Eu3+的发光强度远远强于单一掺杂,说明Gd3+对Eu3+发光的敏化效果十分明显。采用水热法成功的制备出不同形貌的ZnO:Eu3+发光材料和Mo03:Eu3+发光材料。从XRD和SEM结果可知在加入表面活性剂SDBS时ZnO:Eu3+的形貌大部分呈梭形,直径约150nm,长度约700nm;在加入表面活性剂SDS时制备出平均直径约400nm,长度约700nm,分散性好的六棱柱状ZnO:Eu3+发光材料。在不加表面活性剂仅仅通过调节pH值可制备出直径为200nm,长度为600nm,分散性好的六棱柱状MoO3:Eu3+发光材料。通过Eu3+掺杂的ZnO和MoO3基发光材料的激发及发射光谱,发现以465nm蓝光作为用最佳激发波长,可以得到发光性能优良的以Eu3+的5D0→7F2跃迁为主的红色发光材料。当水热温度为160℃,时间为6h时ZnO:Eu3+发光强度最大;在水热温度为150℃C,Eu3+的掺杂量为4%,时间为7h时MoO3:Eu3+发光强度最大。本论文采用简单易于操作的制备方法,将稀土离子掺杂到不同形貌的MgO、ZnO、MoO3微纳米材料中,制备出发光性能良好的氧化物发光材料,为进一步拓宽微纳米氧化物发光材料的领域提供了信息。
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