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《西北大学》 2005年
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稀土掺杂凝胶基质发光材料的制备及性能研究

胡晓云  
【摘要】:本文以SiO_2、TiO_2为基质,以稀土Eu、Dy、Tb为激活剂,采用溶胶-凝胶技术制备了一系列稀土单掺、共掺杂的干凝胶发光材料及发光薄膜。利用XRD、XPS、AFM、FT-IR、TGA-DSC、UV-vis和PLE、PL光谱等现代分析技术,对发光材料的特性进行了表征,研究了材料的发光性质与影响因素及发光机理。旨在探寻制备实用、价廉、性能良好的高效新型荧光材料。 1.研究了硼离子、退火温度对Eu~(3+)发光性能的影响。发光体能产生很强的红色发光,有6条谱带,分别归属于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_J(J=0,1,2,3,4)的电子跃迁,~5D_0→~7F_1的跃迁分裂为两个峰,并以Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2(618nm)超灵敏跃迁为最强一组,证明制备的Eu掺杂SiO_2体系中Eu~(3+)格位处于非对称中心场;加入B离子,在材料中形成了Si-O-B键,使Eu~(3+)配位环境的对称性降低,加强了Eu~(3+)的红光发射,随着硼酸加入量增加(H_3BO_3:TEOS=(0.1~0.8):1)Eu~(3+)的发光增强;650℃为最佳退火温度,退火温度主要影响Eu~(3+)的发光强度和各跃迁的分裂程度,对主峰位置影响不大。 在空气气氛热处理条件下没有任何前驱过程,成功制备了Eu~(2+)离子掺杂SiO_2为基质主体的干凝胶发光材料,研究了SiO_2基质中Eu~(2+)的发光特性及其发光机理。850℃退火样品在370nm~550nm范围有很强的Eu~(2+)蓝光宽带发射,SA基质样品发射中心在437nm,而SAB基质样品发射中心蓝移到423nm,SA基质样品的发光强度几乎是SAB基质强度的4倍。发现只有在掺Al基质样品中才有Eu~(2+)的蓝光发射,Eu最佳掺杂浓度为0.2%,基质成分最佳配比为TEOS:EtOH:H_2O=1:2:4。 2.首次发现了Dy单掺SiO_2基质中Dy~(3+)离子的上转换发射光谱,认为在485nm和589nm附近蓝/黄荧光上转换发光过程是步进双光子吸收的激发态吸收(ESA)。Eu,Dy共掺样品Eu~(2+)的发射强度比Eu单掺样品增强90%多,首次提出了与以往不同的Eu~(2+)发光增强机理,认为Eu~(2+)发光增强是由于Dy~(3+)→Eu~(2+)的能量传递,根据能量传递理论论证了其机理可能为多极子相互作用的共振传递,给出了能量传递的可能途径模型。 系统研究了退火温度、退火时间、掺杂浓度、干燥气氛、基质成分等条件对
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:O482.31

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 黄翔;赵丽宁;狄育慧;;弱光源纳米光催化活性碳纤维滤料净化室内甲醛的实验研究[A];第六届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2006年
8 冉东凯;储德清;;纳米二氧化钛在功能纺织品中的应用[A];第八届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2008年
9 胡耀波;张维;王敬丰;潘复生;张丁非;刘天模;;浸渍法在玻璃单层上选择沉积TiO_2薄膜[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
10 彭子飞;余军保;罗彩芹;徐铸;;燃烧法制备Zn_2SiO_4:Eu~(3+)红色荧光粉及其发光性能[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
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1 周彬;介孔材料MCM-41组装体的光学性能研究[D];长春理工大学;2010年
2 侯智尧;几种稀土含氧酸盐发光材料的静电纺丝法制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 谭淑媛;几种稀土发光材料的合成及发光性质的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 王洪芬;涉海抗菌耐蚀性TiO_2复合薄膜的制备及其性能研究[D];中国海洋大学;2010年
5 王爱萍;改性纳米二氧化钛薄膜制备及其在模拟海水中光生阴极保护性能研究[D];中国海洋大学;2010年
6 孙勇;碱土金属钼酸盐微晶的电化学合成与发光性能研究[D];中国建筑材料科学研究总院;2010年
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10 孙松;TiO_2基光催化剂的制备、结构及光催化降解VOCs性能与机理研究[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张旭;纳米CeO_2-TiO_2复合介孔材料的制备及性能[D];河北大学;2009年
2 李艳冰;二元稀土氟化物的控制合成及光学性能研究[D];安徽工程大学;2010年
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6 赵路遥;用于白光LED的铝酸锶荧光粉的研究[D];长春理工大学;2010年
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8 刘鸣;PTFE微孔膜物理亲水改性研究[D];浙江理工大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 周华;王辉宪;刘登友;罗启枚;蒋小林;;基于碳纳米管修饰的酶生物传感器检测有机磷农药[J];传感器世界;2008年08期
10 刘畅,暴宁钟,杨祝红,陆小华;过渡金属离子掺杂改性TiO_2的光催化性能研究进展[J];催化学报;2001年02期
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1 杨定明;纳米级稀土发光材料的制备及发光性能研究[D];四川大学;2005年
2 袁俊杰;有机颜料的表面纳米包覆改性及其在涂料中的应用研究[D];复旦大学;2006年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王桂珍;染料掺杂SiO_2凝胶复合体系光学性质研究[D];曲阜师范大学;2003年
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5 张锦;溶胶—凝胶法制备稀土掺杂二氧化钛基质纳米发光材料的研究[D];西北大学;2007年
6 刘维红;稀土掺杂SiO_2凝胶基质发光材料的制备及特性研究[D];西北大学;2007年
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8 苗仲海;溶胶—凝胶法制备Tb~(3+)掺杂SiO_2光致发光薄膜和电致发光薄膜研究[D];西北大学;2008年
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10 郭克伦;水热法制备不同形貌纳米二氧化钛及其影响因素分析[D];天津大学;2008年
【二级引证文献】
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1 闫志云;Tb~(3+)掺杂SiO_2核—壳结构材料的制备及发光性能研究[D];西北大学;2011年
【二级参考文献】
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【相似文献】
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8 赵利民;邵鑫;孔营;;分子型含铽离子-磺基水杨酸配合物无机/有机光功能杂化材料的设计与表征[J];发光学报;2009年06期
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10 曾冬铭;李艳华;付长城;刘又年;舒万艮;;PEG400对Eu(BA)_3/SiO_2发光性能的影响[J];光谱学与光谱分析;2007年02期
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5 郭海;张慰萍;楼立人;O.Tillement;E.Bernstein;J.Mugnier;;Au纳米粒子掺杂的Y_2O_3:Eu薄膜的溶胶-凝胶法制备和光学性质研究[A];第五届全国稀土发光材料学术研讨会论文摘要集[C];2005年
6 孟庆国;张洪杰;符连社;郑佑轩;任敏;林秦;王淑彬;杨魁跃;;一种新型薄膜发光材料——稀土羧酸配合物掺杂的SiO_2凝胶发光薄膜的制备和表征[A];中国稀土学会第四届学术年会论文集[C];2000年
7 潘文;宁桂玲;林源;杨雪峰;;溶胶-凝胶法合成白色Sr_2Al_2SiO_7:Ce~(3+),Tb~(3+)磷光体的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年
8 郭凤瑜;蔡向东;彭夷安;;Ca_3La_3(Bo_3)_5中Tb~(3+)的光致发光[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
9 范志新;陈玖琳;;硅基发光材料铒掺杂最佳含量的一种计算方法[A];第九届全国发光学术会议摘要集[C];2001年
10 曾宇昕;王水凤;程国安;肖志松;元美玲;;小束流稀土Nd~(3+)注入硅基薄膜材料结构及光致发光的研究[A];第九届全国发光学术会议摘要集[C];2001年
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6 黄飞;Sol-Gel法制备YAG:Tb、Ce、Gd绿色荧光粉的研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
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10 皮代波;稀土掺杂氟化物纳米晶体制备及其发光性能[D];浙江大学;2005年
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