一維多級結構稀土基納米纖維的構筑及其熒光性能研究
發(fā)布時間：2021-09-04 08:01
一維納米結構稀土基發(fā)光材料在光顯示系統(tǒng)、激光器和光電器件領域發(fā)揮著重要作用,形貌和結構的調控是一維納米結構材料領域的一個長期研究課題。本文采用靜電紡絲法控制合成了高比表面積和高發(fā)光效率的一維多級結構的稀土磷酸鹽和稀土氧化物發(fā)光材料。使用X-射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、熱重（TG）、N2吸附-脫附孔徑分布分析（BET）和X射線光電子能譜（XPS）等表征方法對所合成的一維多級結構納米材料的組成、尺寸及微觀形貌進行了表征。并通過熒光光譜（PL）分析對所得一維多級結構材料的熒光性能進行了評價。結果如下:1.本論文以有機聚合物聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為助紡劑,采用靜電紡絲法結合高溫煅燒法,控制合成了具有不同直徑的、高量子產率的一維多級結構的銪離子摻雜稀土磷酸鑭（LaPO4:Eu）納米纖維;同時,通過調節(jié)助紡劑PVP的量控制合成了一維多級結構的含氧磷酸鹽（La3PO7:Eu）納米纖維。并通過調節(jié)PVP的質量獲得了直徑分別為360-480 nm、320-450 nm、280-420...
【文章來源】：內蒙古大學內蒙古自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】：100 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
一維Co@CoOx/NCNTs的合成過程[28]
內蒙古大學碩士學位論文6的速率泵浦，并且在針頭和金屬收集板之間產生電常溶劑在到達收集器之前被蒸發(fā)，最終收集的產物是由相互連接的纖維組成的墊子。具體步驟可分為以下幾步，（1）液滴或熔體在電場中形成泰勒錐；（2）帶電射流進行拉伸：在電場加速下從泰勒錐的頂端，一個帶電的射流被噴射，并向收集器電場的方向延伸。（3）射流凝固：在伸長過程中，由溶劑揮發(fā)或熔體冷卻射流凝固形成纖維。（4）纖維沉積。圖1.2靜電紡絲的基本裝置[40]Figure1.2Basicsetupforelectrospinning[40]1.2.2靜電紡絲技術的分類靜電紡絲技術根據其裝置的不同可分為無針靜電紡絲、單軸靜電紡絲，同軸靜電紡絲和多軸靜電紡絲等。（1）無針靜電紡絲。無針靜電紡絲是指多個聚合物射流由一個開放的液體表面噴射形成納米纖維,其在高通量獲得纖維方面具有優(yōu)勢[41]。TannerRosenthal等人采用絞合線作噴絲板，絲網作收集裝置搭建無針靜電紡絲裝置，制得了Al摻雜的Li7La3Zr2O12納米纖維，其形貌表現(xiàn)為纖維帶狀[42]。MonicaHwang等人使用無針靜電紡絲法獲得了具有高質子電導率的全氟磺酸納米纖維[43]。（2）單針靜電紡絲。單針靜電紡絲即最經典的靜電紡絲方法，顧名思義，其在裝置上僅安裝一個針頭用以紡絲。這種類型的紡絲，納米纖維以低通量生產，
內蒙古大學碩士學位論文10圖1.3(a)YPO4的TEM圖，(b)通過電子斷層掃描重建的YPO4的三維圖，(c)YPO4:Ce,Tb和YPO4:Eu在紫外燈下的照片[82]Figure1.3(a)TEMmicrographoftheYPO4sample,(b)3DYPO4reconstructedbyelectronictomography,(c)PhotographsofYPO4:Ce,TbandYPO4:Euunderultravioletlight[82]1.3.2稀土氧化物納米發(fā)光材料的簡介稀土氧化物（RE2O3）也是稀土材料中最重要的一個家族，在早期，它們通常是在700°C以上的高溫條件下，通過熱解其氧鹽沉淀（草酸鹽、氫氧化物等）來合成的[86]，在發(fā)光器件、光傳輸、玻璃工業(yè)、多相催化、燃料電池、生化探針、醫(yī)學診斷等領域得到了廣泛的應用[87-92]。近幾年，隨著納米科技的發(fā)展，稀土氧化物納米顆粒、納米棒及納米線使用不同方法陸續(xù)被合成。ConcepciónCascales等人[93]使用水熱法在185°C下，通過改變初始試劑、所用堿和分散介質的pH值合成了具有不同形貌的Lu2O3:Tm（多孔疊加磚、方形納米片、捆綁多孔納米棒、多孔立方體、納米線）。當摻雜0.5mol%的Tm3+時多種形貌的Lu2O3均展現(xiàn)較強的Tm3+的特征發(fā)射。Si等人[94]以乙酰丙酮酸鹽、苯甲酰丙酮酸鹽和乙酸酯等幾種稀土配合物為前驅體，在油酸/油胺/十八烯中采用非水解方法獲得了高質量的稀土氧化物納米晶（RE=La-Lu,Y）。熒光性質研究中發(fā)現(xiàn)Y2O3:Eu納米板展現(xiàn)出表面依賴的、高純度的紅色熒光發(fā)射，有利于納米器件的應用。Suo等人[95]采用共沉淀法合成了La2O3:Er3+/Yb3+納米球，與同種方法合成的Lu2O3:Er3+/Yb3+納米球相比，La2O3:Er3+/Yb3+納米球具有較高的發(fā)光強度和測溫靈敏度，這種現(xiàn)象歸因于摻雜離子與La3+之間的半徑失配引起的Er3+局部位置對稱劇烈畸變，這種材料可應用在生物醫(yī)學傳感方面。除了作為發(fā)光材料外，由于稀土離子與磷酸根離子之
本文編號：3382896
【文章來源】：內蒙古大學內蒙古自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】：100 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
一維Co@CoOx/NCNTs的合成過程[28]
內蒙古大學碩士學位論文6的速率泵浦，并且在針頭和金屬收集板之間產生電常溶劑在到達收集器之前被蒸發(fā)，最終收集的產物是由相互連接的纖維組成的墊子。具體步驟可分為以下幾步，（1）液滴或熔體在電場中形成泰勒錐；（2）帶電射流進行拉伸：在電場加速下從泰勒錐的頂端，一個帶電的射流被噴射，并向收集器電場的方向延伸。（3）射流凝固：在伸長過程中，由溶劑揮發(fā)或熔體冷卻射流凝固形成纖維。（4）纖維沉積。圖1.2靜電紡絲的基本裝置[40]Figure1.2Basicsetupforelectrospinning[40]1.2.2靜電紡絲技術的分類靜電紡絲技術根據其裝置的不同可分為無針靜電紡絲、單軸靜電紡絲，同軸靜電紡絲和多軸靜電紡絲等。（1）無針靜電紡絲。無針靜電紡絲是指多個聚合物射流由一個開放的液體表面噴射形成納米纖維,其在高通量獲得纖維方面具有優(yōu)勢[41]。TannerRosenthal等人采用絞合線作噴絲板，絲網作收集裝置搭建無針靜電紡絲裝置，制得了Al摻雜的Li7La3Zr2O12納米纖維，其形貌表現(xiàn)為纖維帶狀[42]。MonicaHwang等人使用無針靜電紡絲法獲得了具有高質子電導率的全氟磺酸納米纖維[43]。（2）單針靜電紡絲。單針靜電紡絲即最經典的靜電紡絲方法，顧名思義，其在裝置上僅安裝一個針頭用以紡絲。這種類型的紡絲，納米纖維以低通量生產，
內蒙古大學碩士學位論文10圖1.3(a)YPO4的TEM圖，(b)通過電子斷層掃描重建的YPO4的三維圖，(c)YPO4:Ce,Tb和YPO4:Eu在紫外燈下的照片[82]Figure1.3(a)TEMmicrographoftheYPO4sample,(b)3DYPO4reconstructedbyelectronictomography,(c)PhotographsofYPO4:Ce,TbandYPO4:Euunderultravioletlight[82]1.3.2稀土氧化物納米發(fā)光材料的簡介稀土氧化物（RE2O3）也是稀土材料中最重要的一個家族，在早期，它們通常是在700°C以上的高溫條件下，通過熱解其氧鹽沉淀（草酸鹽、氫氧化物等）來合成的[86]，在發(fā)光器件、光傳輸、玻璃工業(yè)、多相催化、燃料電池、生化探針、醫(yī)學診斷等領域得到了廣泛的應用[87-92]。近幾年，隨著納米科技的發(fā)展，稀土氧化物納米顆粒、納米棒及納米線使用不同方法陸續(xù)被合成。ConcepciónCascales等人[93]使用水熱法在185°C下，通過改變初始試劑、所用堿和分散介質的pH值合成了具有不同形貌的Lu2O3:Tm（多孔疊加磚、方形納米片、捆綁多孔納米棒、多孔立方體、納米線）。當摻雜0.5mol%的Tm3+時多種形貌的Lu2O3均展現(xiàn)較強的Tm3+的特征發(fā)射。Si等人[94]以乙酰丙酮酸鹽、苯甲酰丙酮酸鹽和乙酸酯等幾種稀土配合物為前驅體，在油酸/油胺/十八烯中采用非水解方法獲得了高質量的稀土氧化物納米晶（RE=La-Lu,Y）。熒光性質研究中發(fā)現(xiàn)Y2O3:Eu納米板展現(xiàn)出表面依賴的、高純度的紅色熒光發(fā)射，有利于納米器件的應用。Suo等人[95]采用共沉淀法合成了La2O3:Er3+/Yb3+納米球，與同種方法合成的Lu2O3:Er3+/Yb3+納米球相比，La2O3:Er3+/Yb3+納米球具有較高的發(fā)光強度和測溫靈敏度，這種現(xiàn)象歸因于摻雜離子與La3+之間的半徑失配引起的Er3+局部位置對稱劇烈畸變，這種材料可應用在生物醫(yī)學傳感方面。除了作為發(fā)光材料外，由于稀土離子與磷酸根離子之
本文編號：3382896
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