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稀土层状化合物纳米片的快速合成及光功能化

[关键词:化合物,纳米片,光功能化]  [热度 ]
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作品编号:clkx0045,word全文:55页,合计:22000

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稀土层状化合物纳米片的快速合成及光功能化毕业设计论文------

本论文以稀土层状化合物(LRH)固溶体为重点研究对象,采用纳米片的快速合成方法、直接获得超薄纳米片,并以此为构筑单元制备高品质透明红色荧光膜。同时以二氧化硅球阵列为基体、在其表面沉积一层以 LRH 纳米片为构筑单元的薄膜,经后续煅烧获得表面具有球形曲面特征的“稀土氧化物/二氧化硅球阵列”复合透明荧光膜,通过光子晶体结构修饰荧光发射。

本论文以稀土硝酸盐为母盐、氢氧化铵为沉淀剂、通过添加油酸钠,采用低温水热法合成出 Y/Tb、Y/Dy、Y/Gd/Eu 系稀土层状化合物(LRH)固溶体,以甲苯为剥离介质,通过机械扰动快速制备超薄 LRH 纳米片、并获得稳定分散于介质中的纳米片溶胶, 通过旋转甩涂在石英片或光子晶体上制备出氧化物荧光膜。通过对产物的 XRD、FE-SEM、TEM、FT-IR、AFM 和 PLE/PL 分析中发现:在水热合成中直接加入油酸钠可以获得成分为 Ln2(OH)5(C17H33COO)(C17H33COOH)y·nH2O 的稀土层状化合物,所得产物直接分散在甲苯中可迅速剥离出厚度 2~3nm、边长尺寸 50~200nm 的 LRH 纳米片。通过旋转甩涂纳米片溶胶可获得具有高度[00l]取向 LRH 纳米片薄膜,经后续煅烧(800oC, 2h)可获得氧化物荧光膜。对于 Y/Gd/Eu 体系,荧光膜呈现明显的红光发射,且 Gd3+ 可向 Eu3+进行有效的能量传递、利于增强荧光发射。荧光膜的荧光色随 Gd 含量的增加红移。以二氧化硅球阵列为基体、在其表面沉积一层以 Y/Tb、Y/Dy 二元系 LRH 纳米片为构筑单元的薄膜,经后续煅烧获得表面具有球形曲面特征的“稀土氧化物/二氧化硅球阵列”复合透明荧光膜。通过二氧化硅球阵列复合后,Y/Tb 二元系氧化物膜的色坐标没有较为明显的改变,Y/Dy 二元系氧化物膜荧光色由黄色区域向绿色区域移动。

以稀土硝酸盐为母盐、氢氧化铵为沉淀剂、通过添加油酸钠,采用低温水热法合成出 Y/Tb、Y/Dy、Y/Gd/Eu 系稀土层状化合物(LRH),以甲苯为剥离介质,通过机械扰动快速制备超薄 LRH 纳米片、并获得稳定分散于介质中的纳米片溶胶,通过旋转甩涂在石英片或光子晶体上制备氧化物荧光膜。通过对产物的XRD、FE-SEM、TEM、FT-IR、AFM 和 PLE/PL 分析,得到如下结论:

(1)实验第一步在低温(120oC) 水热合成中直接添加油酸钠, 可获得成分为Ln2(OH)5(C17H33COO)(C17H33COOH)y·nH2O 的稀土层状化合物,因油酸根位于层间、导致层间距明显柱撑开,缩减了传统意义上的离子交换过程,方便下一步剥离。所得产物直接分散在甲苯中可迅速剥离出厚度~2-3nm、边长尺寸~50-200 nm 的 LRH 纳米片。

(2)通过旋转甩涂纳米片溶胶可获得具有高度[00l]取向 LRH 纳米片薄膜,经后续煅

烧(800oC,2h)可获得氧化物荧光膜。对于 Y/Gd/Eu 体系,荧光膜呈现明显的红光发射,且 Gd3+可向 Eu3+进行有效的能量传递、利于增强荧光发射。荧光膜的荧光色随 Gd 含量的增加红移。

(3)以二氧化硅球阵列为基体、在其表面沉积一层以 Y/Tb,Y/Dy 二元系 LRH 纳米片为构筑单元的薄膜,经后续煅烧获得表面具有球形曲面特征的“稀土氧化物/二氧化硅球阵列”复合透明荧光膜。通过二氧化硅球阵列复合后,Y/Dy 二元系氧化物膜荧光色由黄色区域向绿色区域移动,而 Y/Tb 二元系氧化物膜的色坐标未发生明显改变。

 

 


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