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稀土发光材料研究

刘波  
【摘要】: 稀土发光材料由于其优异的光学性能而被广泛应用于我们生活的各个领域,而稀土磷酸盐因其自身的化学物理特性已成为其中的佼佼者,磷酸镧(LaPO_4)更是常常用来作为掺杂其它稀土离子的基质。由于高温固相反应法制备的样品的粒度达不到纳米级别,因此,本论文介绍了采用湿法共沉淀法制备纳米发光材料,并且通过改变发光中心(Eu~(3+))离子的浓度来获得光学性能更优异的纳米发光材料。 本文论述了草酸盐沉淀法制备纳米发光材料LaPO_4:Eu~(3+)及其光学特性的影响因素。实验中以草酸为配位剂,利用草酸盐沉淀中杂质易于去除的特点,先制备溶解度很小的草酸盐沉淀,即草酸盐前驱物。将草酸盐沉淀分散于水中,与配置好的磷酸二氢铵混合,使草酸盐沉淀充分转化成磷酸盐沉淀,经过洗涤、烘干、煅烧制得纳米发光材料LaPO_4:Eu~(3+)。在制备的过程中,通过设置不同的煅烧温度和改变发光中心浓度,来改善材料的发光强度,进而得到发光性能满足要求的稀土发光材料。对所制得的样品采用XRD、SEM、粒度分析、红外光谱分析、光学性能分析等进行表征,全面分析了样品的光学性能与其微观结构的关系及其影响因素。 研究结果表明,湿法共沉淀法制备的样品的光学性能与样品的煅烧温度、形貌、粒度等都有密切的关系。样品的煅烧温度越高、粒度越均匀,颗粒大小越细时,其发光强度越高;反之,其发光强度则降低。此外,样品的发光性能还受到发光中心浓度的影响。当发光中心的浓度达到某个值,样品的发光强度会达到最大值,然后,随着浓度的增加,其发光强度逐渐降低。证明了并不是发光中心浓度越大样品发光强度越大,亦证明了稀土元素具有浓度猝灭的性质。


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