Yb3+、Ho3+共掺杂NaYF4上转换发光材料制备及其发光性能

为了提高单结非晶硅太阳能电池的光电转换效率,缓解日益严重的能源和环境问题,采用高温固相法制备了稀土离子Yb3+和Ho3+共掺的NaYF4上转换粉体,并对其进行了X射线衍射测试、扫描电镜以及光致发光测试。对Yb3+和Ho3+共掺的NaYF4上转换发光材料在热处理工艺下的变化进行了研究,分析了表面形貌和相结构对上转换发光性能的影响。发现在980 nm近红外光的激发下,共产生3个发射峰,中心波长分别位于541、649、750 nm,为非晶硅太阳能电池的最佳响应波段,表明该材料可应用于非晶硅太阳能电池提升其电池效率。进一步研究表明：可通过改变退火温度来改变样品的表面形貌和相结构,进而大幅度提高样品的上转换发光性能。在退火温度为700益时,样品呈标准六方相结构、表面致密、粒径均匀、上转换性能提高近40倍。     

类球状和棒状Eu_2O_3和Sm_2O_3纳米粒子的合成与表征

采用表面活性剂和超声波辅助的沉淀法合成了类球状和棒状多晶Eu2O3和Sm2O3纳米粒子,并用透射电镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附和紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)技术表征了其物理性质.结果表明,以十二烷基硫酸钠作表面活性剂所得产物为类球状体心立方晶相Eu2O3和单斜晶相Sm2O3纳米粒子,比表面积为44~49 m2/g;而以聚乙烯吡咯烷酮作表面活性剂所得产物则是棒状正交晶相Eu2O3和体心立方晶相Sm2O3纳米粒子,比表面积为34~37 m2/g.除了在紫外光区(λ390 nm)有较强的吸收外,类球状和棒状Eu2O3和Sm2O3纳米粒子在可见光区(390 nmλ535 nm)也有不同程度的吸收.该吸光性能差异与所得稀土氧化物的表面形貌和晶体结构有关.     

溶剂热法合成CeO_2纳米微晶

使用简便的混合溶剂法合成稀土CeO2材料,以Ce(NO3)3.6H2O为铈源,PVP为表面活性剂,在乙醇与水混合溶剂体系中反应得到CeO2。通过改变PVP的用量及反应时间制备了不同形貌的CeO2纳米微晶,X射线衍射测定其物象为立方晶系的CeO2,SEM、TEM等测试手段对产物的不同形貌和纳米尺度进行了表征。Eu3+∶CeO2八面体纳米微晶的光致发光(PL)测试结果表明,荧光峰对应着不同的发光中心,有很好的荧光特性。     

六方相NaEuF4纳米纺锤体和纳米棒的水热控制合成

通过一种简单的水热方法,在较低的温度下合成了六方相NaEuF4纳米纺锤体和纳米棒.通过对F^-/Eu^3＋摩尔比、母体溶液pH值和反应时间的控制,实现了对产物形貌的控制合成.用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨电子显微镜（HRTEM）等对样品的形貌和晶体结构进行表征.结果显示,反应条件对其形貌和尺寸的影响很大,添加的螯合剂EDTA对产物形貌和纯度至关重要.用稳态荧光光谱仪分析其光学性能,在室温下观察到了橙色和红色发光.     

Synthesis of Yb\n\t\t\t\t\t\t3+, Ho\n\t\t\t\t\t\t3+ Co-doped NaYF\n\t\t\t\t\t\t4 Phosphors and Their Up-conversion Photoluminescence Properties

为了提高单结非晶硅太阳能电池的光电转换效率,缓解日益严重的能源和环境问题,采用高温固相法制备了稀土离子Yb\t\t\t\t\t³⁺和Ho\t\t\t\t\t³⁺共掺的NaYF\t\t\t\t\t₄上转换粉体,并对其进行了X射线衍射测试、扫描电镜以及光致发光测试. 对Yb\t\t\t\t\t³⁺和Ho\t\t\t\t\t³⁺共掺的NaYF\t\t\t\t\t₄上转换发光材料在热处理工艺下的变化进行了研究,分析了表面形貌和相结构对上转换发光性能的影响. 发现在980nm近红外光的激发下,共产生3个发射峰,中心波长分别位于541、649、750nm,为非晶硅太阳能电池的最佳响应波段,表明该材料可应用于非晶硅太阳能电池提升其电池效率. 进一步研究表明:可通过改变退火温度来改变样品的表面形貌和相结构,进而大幅度提高样品的上转换发光性能. 在退火温度为700℃时,样品呈标准六方相结构、表面致密、粒径均匀、上转换性能提高近40倍.\t\t\t\t

     

Ca1.98MgSiO5：Eu^2＋0.02荧光粉的粒径控制及发光性能

利用溶胶-凝胶法制备Eu2＋掺杂的Ca2MgSiO5荧光粉．通过X射线衍射仪、荧光光谱仪和激光粒度分析仪对所合成样品的结构和发光性能进行表征．考察制备过程中加入表面活性剂和预烧温度对样品的晶型、粒径分布范围及发光性能的影响．结果表明：加入少量表面活性剂没有改变Ca1.98MgSiO5：Eu^2＋0.02荧光粉的晶型．添加表面活性剂（CTAB,三乙醇胺）使样品粒径分布范围变窄,相应地增强了荧光粉的发光强度．加入表面活性剂后预烧温度为700℃时粒径分布范围最窄．     

Ca_(1.98)MgSiO_5:Eu_(0.02)~(2+)荧光粉的粒径控制及发光性能

利用溶胶-凝胶法制备Eu2+掺杂的Ca2MgSiO5荧光粉.通过X射线衍射仪、荧光光谱仪和激光粒度分析仪对所合成样品的结构和发光性能进行表征.考察制备过程中加入表面活性剂和预烧温度对样品的晶型、粒径分布范围及发光性能的影响.结果表明:加入少量表面活性剂没有改变Ca1.98MgSiO5:Eu2+0.02荧光粉的晶型.添加表面活性剂(CTAB,三乙醇胺)使样品粒径分布范围变窄,相应地增强了荧光粉的发光强度.加入表面活性剂后预烧温度为700℃时粒径分布范围最窄.     

β-NaYF_4∶Yb,Er上转换纳米晶的制备及其水溶性

利用LSS水热法制备出了β-Na YF4∶20%Yb,2%Er上转换纳米晶,并用盐酸对其进行后处理。分别使用X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、荧光分光光度仪(UC)和Zeta电位分析仪对其结构、形貌、发光性质、表面性能、水溶性等方面进行表征。结果表明:制备所得β-Na YF4上转换纳米晶为直径约60 nm、长度约90 nm的纯六方相结构,在980 nm激光器激发下,呈现强的上转换荧光。β-Na YF4∶20%Yb,2%Er纳米晶用盐酸处理后,Na YF4的晶体结构、形貌及发光性能基本没有发生变化,但其水溶性显著增加。     

Yb~(3+)/Ho~(3+)掺杂纳米氟磷灰石的制备及发光性质研究

利用水热法成功制备了Yb~(3+)/Ho~(3+)掺杂氟磷灰石(FA:Yb~(3+)/Ho~(3+))纳米材料,通过改变稀土离子Yb~(3+)的掺杂比例有效提高了纳米材料的上转换发光强度。利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、荧光光谱仪等表征手段对Yb~(3+)/Ho~(3+)掺杂纳米氟磷灰石的形貌、结晶程度和物相组成、发光性质进行了研究。结果表明,Yb~(3+)/Ho~(3+)掺杂氟磷灰石纳米材料呈棒状并具有六方相结构。通过对稀土离子Yb~(3+)的掺杂比例进行调节,使得材料的上转换发光效率有了明显的增强,Yb~(3+)的掺杂含量为60%时发光最强。因此,这类具有较好上转换发光性能的FA:Yb~(3+)/Ho~(3+)纳米材料可为细胞标记和成像提供良好的条件,有望促进其在生物医药领域中的广泛应用。     

水热合成均匀立方相PbF_2微球和多孔微球

以醋酸铅和氟化氨为原料,采用水热法在200℃下反应8 h与制备了尺寸均匀的PbF2微球和多孔微球,利用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其结构与形貌进行了表征.结果表明,所制备的产物是直径分别为3 μm和5 μm左右的立方相PbF2微球及多孔微球.此外,研究了反应时间、柠檬酸和表面活性剂 (CTAB)在反应溶液中的添加量对PbF2微球和多孔微球尺寸及形貌的影响.     

微乳液法合成MgCO_3·3H_2O纳米棒及其应用拓展

以碳酸氢铵(NH4HCO3)溶液与六水氯化镁(MgCl2·6H2O)溶液为前驱物,采用微乳液均相沉淀法制备了三水碳酸镁纳米棒(MgCO3·3H2O),并研究实验过程中不同类型的表面活性剂对产物形貌的影响。实验结果表明:使用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDS)的效果最好,获得了尺寸均一、表面光滑的MgCO3·3H2O纳米棒。此外,通过FESEM、FTIR、TGA、XRD等表征手段对产物进行检测,并以此为模板,获得了二氧化钛微米管。     

Ni2P微球的合成、表征及其电化学性能

通过简单溶剂热,以乙二醇(EG)和苯(Benzene)为溶剂,在不添加任何表面活性剂的条件下,成功制备出了Ni2P微球.结果表明,产物为纯的六方相Ni2P,形貌为由大量20nm的粒子组成的球形,微球直径介于1~3μm.通过考察反应温度、溶剂体积比及反应时间等对产物的影响,得到Ni2P微球的最佳制备条件为:反应温度160℃,溶剂比例V(EG)∶V(Benzene)=1∶1,反应时间12h.并以所制备Ni2P微球作为锂电池负极材料,研究了其电化学性能,结果表明样品的初始放电容量达1 915mAh/g.     

NaEuF_4微米晶的水热合成与表征

以柠檬酸钠(Na3Cit)为螯合剂和形貌控制剂,通过水热方法成功合成了尺寸均匀的六角形NaEuF4微米晶.采用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能量色散X射线(EDX)和光致发光光谱(PL)对所得产物的结构、形貌以及发光性质进行分析.XRD和SEM分析表明:所得NaEuF4微米晶为六方相,颗粒较均匀.NaEuF4微米晶的尺寸和形貌可通过改变Na3Cit的量和反应时间进行调整.提出NaEuF4微米晶的可能形成机理,并研究其光致发光光谱性质.     

CdS异相结的固相法制备及其光催化性能

以醋酸镉和硫代乙酰胺为原料,首次通过固相法成功制备了立方/六方硫化镉(c/h⁃CdS)异相结催化剂。利用XRD、SEM和SPV等测试手段对合成的催化剂进行表征。以可见光为光源,评价了该催化剂光催化降解罗丹明B(RhB)的活性,考察了焙烧温度对CdS光催化性能的影响,探讨了降解过程机理。结果表明,随着焙烧温度的增加,CdS逐渐发生立方相硫化镉(c⁃CdS)向六方相硫化镉(h⁃CdS)的转变,相变过程中形成的c/h⁃CdS异相结比纯c⁃CdS和h⁃CdS具有更高的光催化活性,而且适当的六方相含量更有利于提高异相结样品的光催化性能。表面光电压的结果表明,异相结的形成可以显著提高光生电子⁃空穴的分离效率,从而促进了c/h⁃CdS异相结的光催化性能。牺牲剂实验结果表明,在CdS光催化反应中的活性物种为·O2-。     

表面活性剂对电沉积纳米WO3-Cu复合镀层组织及其性能的影响

为了解不同表面活性剂对纳米复合电沉积过程的作用,研究常用的阴离子、阳离子和非离子表面活性剂对WO_3-Cu复合镀层电沉积过程的影响。采用扫描电子显微镜和能谱分析仪分析添加表面活性剂前后镀层表面微观形貌和镀层成分的变化,通过润湿性试验、自清洁试验、耐磨性试验和光催化试验分别评价表面活性剂对WO_3-Cu复合镀层润湿性能、自清洁性能、耐磨性能和光催化性能的影响。结果表明:表面活性剂可有效改变WO_3纳米颗粒在镀层中的沉积和镀层的表面形貌,其中阳离子和非离子表面活性剂联合添加时制备的复合镀层中WO_3含量达到最高值25.9%;经氟化处理后,其镀层表面接触角可达155°;与纯铜相比,复合镀层有良好的自清洁性、耐磨性和光催化性。     

Li~+对Gd_2O_3:Eu~(3+)荧光粉发光性能的影响

通过水热法,按照不同的Gd~(3+)、Eu~(3+)浓度配比制备Gd_2O_3:Eu~(3+)荧光粉,在800°C热处理后,通过荧光光谱测试发现Gd~(3+)与Eu~(3+)浓度比为20∶1时候发光性能最优。在此基础上,研究了掺杂Li~+离子对Gd_2O_3:Eu~(3+)的结晶性能、晶粒形貌和发光特性的影响。以X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、发射光谱等手段表征材料性能。XRD测试结果表明:所得产物是立方晶系,扫描电镜分析产物主要有长片状和短片状两种形貌,短片状形貌Gd_2O_3:Eu~(3+)荧光粉的荧光强度更高。Li~+的掺入能提高Gd_2O_3:Eu~(3+)量子效率、增强Gd_2O_3:Eu~(3+)荧光强度、缩短荧光衰减时间。     

InN半导体纳米晶相变活化能的研究

导出了相变活化能E与加热速率Φ和峰值温度Tp的关系表达式.用差示扫描量热分析法,研究了InN半导体纳米晶在不同加热速率条件下由室温立方相向高温六方相转变的特征参数Tp.然后根据导出的关系表达式和实验数据,计算所得的InN半导体纳米晶由立方相转变为六方相的相变活化能为E=1.3466×103kJ／mol.     

溶剂热条件下钴微纳米颗粒的构筑习性

以乙酸钴为钴源,水合肼为还原剂,在不同表面活性剂下,溶剂热法制备出不同形貌的二维、三维钴微纳米颗粒。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDS)和X射线衍射(XRD)对产物进行了表征。采用自制的2-十一烷基-1-二硫脲乙基咪唑啉季铵盐(SUDEI)为表面活性剂时,制备出直径400~600nm,厚度约100nm的六角盘状二维产物,采用其他表面活性剂只能制备出三维的花状钴。初步探讨了溶剂热条件下钴微纳米颗粒的构筑习性。     

YAG:Ce~(3+)荧光粉的制备工艺及发光性能研究

采用高温固相法制备了YAG:Ce~(3+)荧光粉,通过XRD、SEM和荧光光谱等对样品进行了分析。系统地研究了不同种类助熔剂、烧结温度、时间对YAG:Ce~(3+)荧光粉结构、形貌及发光性能的影响。通过调节助熔剂、烧结温度和时间等工艺参数,在不经过破碎、后处理工艺的条件下,制备出了形貌规则、粒度分布均匀、发光性能优良的YAG:Ce~(3+)荧光粉。研究发现在1600℃,保温5个小时,以BaF_2作为助熔剂的条件下,样品的形貌及发光性能均达到最好。     

微乳液水热法制备NaYF4:Yb,Er上转换发光材料

采用微乳液水热法制备了NaYF4:Yb3+,Er3+的上转换纳米氟化物,粉末X-射线衍射(XRD)图显示:反应时间在48h以内,NaYF4:Yb3+,Er3+纳米粒子产物并非NaYF4的单一相。水热时间延长到72h时,所得产物与PDF#28-1192相吻合,表明产物转变为单一的β-NaYF4。扫描电镜分析结果表明,NaYF4:Yb3+,Er3+纳米粒子随反应时间增加由立方相过渡为六方相,粒径大约在150-160nm。近红外荧光和上转换荧光光谱研究发现,下转换光谱最强发射峰位于1540 nm(对应于4I13/2—4I15/2);Yb3+(c/mol):Er3+(c/mol)=3:1时上转换发射中心分别在523nm、538nm和655nm(分别对应2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁)。通过分析上转换发光机理,发现无论绿光发射还是红光发射均为双光子过程。