几种氧（硫）化物纳米材料的制备及发光性质的研究

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1、山东大学博_-I+学位论文中文摘要纳米发光材料是非常重要的一类材料，在照明、显示、荧光探测、光电器件等领域有广泛的应用前景。在本论文中我们以几种典型的二元氧化物、复合氧化物、硫化物纳米材料为基质，采用不同的合成方法、控制产物的形貌，通过引入不同的激活离子，系统地研究了其发光性质，以寻求具有高性能的新型发光材料。在第一章中，我们对纳米材料的基本概念、纳米材料的制备方法、纳米材料的结构和特性作了简单的介绍。并对发光理论、纳米发光材料的研究现状作了简要介绍。在第二章中，我们以Zr02和Eu203为研究对象，研究了其制备过程

2、和发光特性。采用沉淀法在400、500、600℃的热处理温度下，制备了粒径在3．8—6nm的Zr02纳米晶。并首次在其中引入了Pb”、Dy3+,研究了它们的发光特点。观察到了Pb”位于630nm的红光发射和Dy”位于480nm和575nm的蓝光和黄光发射。发光中心间的交叉弛豫引发了浓度猝灭现象，Pb”和Dy3+的最佳掺杂摩尔浓度值分别为5％和2％。产物中残余的氯离子对发光强度有很大的影响，由热处理温度的升高引起的氯离子含量的减少导致了发光强度的减弱。以E，为共激活剂对Zr02：Mn2+纳米晶中Mn2+的发光进行敏化。

3、由于Zr3+一Mn2+间的能量传递，使得Mn2+的发光强度大大增强。但由于两种离子间的能量传递具有相互竞争性，随Er3+浓度的增加将导致发光的浓度猝灭。Er3+的最佳掺杂浓度为0．3％。首次采用燃烧法以cE+为稳定剂合成了Zr02纳米晶。通过改变ca2+的掺杂浓度，观察到了单斜相、四方相、立方相的相转变。在制得的纳米晶中掺入了探针离子Eu”，观察到了Eu3．由相变过程而导致的不同的发光现象。首次采用液相回流制备了Eu203的前躯体并通过热处理得到了梭形的具有介孔结构的Eu203。在制备过程中，采用分步加入尿素的方法，

4、调节尿素的加入量和回流时间，得到了不同尺寸和纵横比的梭形介孔结构。小角x射线散射(SAXS)和N2吸附的结果证实了产物具有介iL结构。高分辨电镜(HRTEM)钡J]试表明孔壁是由Eu203纳米晶组成，且孔的分布是无序的。在梭形Eu203介孔结构的形成过程中，表面活性剂聚乙二醇fPEG)既作为反应调节剂、结构导向剂又作为软模板，起了重要的作用。发光测试表明Eu203介孔结构具有良好的红光发光特性。山东人学博上学位论文在第三章中，研究了几种典型复合氧化物的发光性质。首次采用溶胶凝胶法在600℃的热处理温度下制备了立方相Z

5、nTi03的纳米晶。通过引入掺杂离子Bi3+和Ni2+，研究了它们在ZnTi03纳米晶中的发光特性，并讨论了掺杂浓度、激发波长等参数对发光性质的影响。作为典型的具有S2构型的离子，Bi”在ZnTi03纳米晶中除了表现出离子本身的发光外，还产生了缺陷如锌空位引起的发光现象。Ni2+在ZnTi03中处于八面体配位，产生了由3Tl(3P)一3A2(3F)，1T2(1D)一3A2(3F)和1T2(1D)一3T2(3F)跃迁引起的红、绿、蓝三基色发光。采用燃烧法在350和450"C匍]备了Dy”掺杂的ZnAl204纳米晶，并对

6、其发光特性进行了研究。除了Dy抖位于475nm和580nm的典型的发光峰，还观测到了ZnAl204纳米晶中的缺陷而引起的发光带。以Zn2Si04：Mn2+体系为研究对象，引入共激活离子pb2+，由于Pb2+一Mn2+间的能量传递，使Mn2+的发光显著增强。改变激发能量，观察到了该体系由自身的缺陷引起的新的发光现象。由于材料的性能与形貌有很大的关系，在第四章中以硫化物半导体为研究对象，实现了对PbS等纳米材料形貌的可控合成，并对其光学性质进行了研究。以十二烷基苯磺酸钠(DBS)为表面活性剂，采用超声法制备了直径在80．

7、200nm的PbS纳米空心球。x射线衍射(XRD)$1HRTEM结果表明空心球是由平均粒径12nm的PbS颗粒聚集而成。在空心球的形成过程中表面活性剂和超声过程起了重要作用，纳米颗粒的聚集是以超声过程中形成的DBS的囊泡为模板的。PbS纳米空心球的吸收图谱表现出明显的量子尺寸效应。以十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)为表面活性剂在超声作用下制备了PbS纳米立方颗粒。调整表面活性剂的加入量、超声时间和硫源研究了实验参数对产物形貌的演变过程的影响，得到了PbS纳米棒和纳米管，并提出了可能的形成机理。鉴于PbS不稳定和Pb斗

8、有毒性的缺点，在超声的辅助作用下采用改进的St6ber法在制得的PbS纳米空心球和纳米立方颗粒表面包覆了一层Si02，并考察了包覆前后的热稳定性。采用多元醇回流法在表面活性剂CTAB的作用下，制备了PbS纳米棒的正交结构。并通过改变实验参数得到了具有不同形貌的PbS纳米结构如花形、立方形、去顶的八面体形、枝晶状。此外，以多元醇回流法制备了Bi2