论文部分内容阅读
稀土化合物具有优异的光学和磁学性质,在电子信息、光电转换、新能源和环境保护等方面有着潜在的应用前景；同时稀土元素的4f电子层未充满,具有非常丰富的能级,通过掺杂可获得具有优异光学性能的上、下转换发光材料,有望在生物医学等领域得到广泛应用。研究表明,纳米材料的形貌、尺寸、维度与结构直接影响材料的性能,因此实现对其形貌、尺寸、维度与结构的调控具有重要的研究意义。本文成功发展了制备了稀土化合物空心球的新方法,系统探索了实验条件对产物尺度、组成、结构的影响,提出了空心球的形成机制,并对稀土化合物空心球的光学性能和发光机理进行了研究,主要研究内容如下：(1)发展了一种水热反应结合高温煅烧的方法,成功制备了形貌和尺寸均一的CeO2空心球。通过改变水热反应时间、空气气氛中灼烧时间等实验条件参数,实现了CeO2空心球微观形貌控制。并对球形有机前驱体转变为CeO2空球过程进行了系统探索。(2)在上述合成方法基础上,成功制备了Gd2O2SO4和Y2O2SO4空心球。探索不同表面活性剂(PVP、CTAB、EDTA)对Gd2O2SO4产物形貌的影响。也探索了反应温度对Y2O2SO4空心球形貌的影响。该合成策略对稀土氧化物及硫酸氧化物空球的制备具有广泛的借鉴意义。(3)成功制备了稀土金属化合物掺杂其他稀土离子材料,并探索了该掺杂材料的发光性能,证明掺杂浓度对物相和发光强度都有显著的影响,并利用浓度淬灭效果解释了随着掺杂浓度增加发光强度规律变化的实验现象。对掺杂材料发光的现象原理从稀土离子能级理论角度进行了详细的阐释。研究证明掺杂离子的浓度超过一定数值时会对产物物相显著的影响。