掺铕氟磷酸锶纳米材料的制备及其性能研究
【摘要】：
基于液体流动性好、散热佳,在激光器高功率运行中产生的热效应影响小的特性,我们设计开发了掺杂稀土的纳米材料,并尝试改善其分散性,旨在将其分散在有机液体中作为高重复率、高功率的流体激光介质。以纳米颗粒作为掺杂主体,是因为纳米颗粒具有独特的微观晶格特性和光学特性,以期获得和无机材料同样优良的光学特性。
考虑到所制备的材料中难以避免OH-离子对稀土Yb3+Nd3+离子荧光性质的影响,本文选取了Eu3+离子作为试探性研究,此外Eu掺杂可以用于开发红光发射材料。
研究内容包括掺杂Eu3+的氟磷酸锶纳米材料的制备及性能研究,主要分为以下三个部分：
1.在水溶液中,以PEG作为表面修饰剂,采用共沉淀法制备出Eu：Sr10(PO4)6F2(S-FAP)的纳米颗粒。研究了在不同的煅烧温度、pH值和不同的掺杂浓度下Eu：S-FAP的纳米颗粒的性能。利用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD),荧光发射(PL)光谱等表征手段对得到的纳米材料进行了形貌、大小、结晶性、光谱特性等测试分析。结果表明,成功合成了长径在100nm,直径约30nm的纳米棒,且Eu3+掺杂浓度为7%时的样品具有相对较好的光学性质。
2.采用水热法,在110℃温度下,用EDTA-Na2作为螯合剂,通过控制温度、在酸性条件下成功合成尺寸均一的球形纳米颗粒,粒径大约30-40nm。改变Eu3+掺杂浓度,研究了其掺杂方式及光学性能,发现当掺杂浓度为6%时,具有良好的晶型结构和荧光谱。比文献报导的固相法具有更高的掺杂浓度。
3.考虑到EDTA-Na2分子量不大及其结构特点,不能对生成的颗粒之间形成足够大的空间位阻作用,为了进一步改善其分散性,引入非离子表面活性剂PEG,采用水热法成功地制备了分散性良好的、粒径大约在长200nm,宽约30nm的棒状颗粒,说明由于表面修饰在颗粒表面的吸附,加快了纳米颗粒在(001)方向上的生长,并将其光学性质与不加表面活性剂PEG的情况做了比较.
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TB383.1
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