纳米级稀土发光材料的制备及发光性能研究

【摘要】：稀土离子特殊的4f电子组态能级、4f5d能级及电荷转移带结构,使稀土发光材料已经成为信息显示、绿色照明工程光电子等领域的支柱材料。目前,商用稀土发光材料的主要制备方法为高温固相反应或液相沉淀法,难以达到满意的质量和粒度,这就限制了稀土发光材料在尖端产品上的应用。而纳米化技术在制备功能材料方面已成为倍受关注的热点,但在制备纳米(级)稀土发光材料上存在局限性和难操作性,有必要寻求一些新的制备方法。因此提出了对其进行纳米化研究这一新的研究课题,以制备出粒度达到纳米或纳米级并具有良好发光性能的发光材料。 将机械合金化和固相反应方法结合起来,运用盐-盐固相化学反应体系,通过制备前驱物和热处理前驱物两步法,制备了纳米Y_2_3:Eu~(3+)红色发光材料和纳米级LaPO_4:Ce~(3+),Tb~(3+)绿色发光材料;采用稀土配合物前驱体热分解法和燃烧法分别制备了纳米Y_2O_3:Eu~(3+)红色发光材料和纳米级(Ce_(0.67)Tb_(0.33))MgAl_(11)O_(19)绿色发光材料;用TG-DSC、XRD、SEM、TEM、激光粒度和荧光光谱分析等手段进行了表征;研究了表面活性剂对纳米粉体形貌和粒度的影响和原因。达到了预期的研究目的,取得了具有科学价值和工程价值的创新性研究成果。 将机械力固相化学反应法用于制备纳米Y_2O_3:Eu~(3+)发光材料。以Y(NO_3)_3·6H_2O和Eu(NO_3)_3·6H_2O为原料,与一定量草酸在较短的时间(一般为1h左右)的球磨作用,制备出Y_2(C_2O_4)_3·10H_2O和Eu_2(C_2O_4)_3·10H_2O的混合物,在650℃的温度下热分解,制备了纳米Y_2O_3:Eu~(3+)粉体,其热分解温度降低、热分解时间大大缩短。与研磨法相比,球磨法制备出的产物更