CaF2:Yb3+/Er3+/X(X= Li+, Na+, K+)近红外二区发光性能研究

利用热分解法制备了CaF₂:Yb³⁺/Er³⁺纳米颗粒,通过改变Yb³⁺和Er³⁺的掺杂浓度对其近红外二区(NIR-II)发光性能进行调节,研究结果表明,当Yb³⁺掺杂浓度为20%,Er³⁺掺杂浓度为2%时,在980 nm光源激发下,NIR-II发光性能最强,且纳米颗粒分散性良好,尺寸均匀。然后,进一步研究了不同的碱金属离子(Li⁺、Na⁺、K⁺)共掺杂对其NIR-II发光性能的影响,研究结果表明,Li⁺掺杂因不利于纳米颗粒成核导致NIR-II发光性能降低,Na⁺和K⁺掺杂均有利于NIR-II发光性能提升。相比而言,K⁺离子半径更大,更有利于破坏晶体场的局部对称性,因此,在K⁺共掺杂的情况下NIR-II发光性能最强。     

0.6%Pr,x%La:CaF2的发光性能研究和Judd-Ofelt分析(英文)

氟化钙(CaF₂)是一种良好的激光材料基质,具有较宽的透过范围(0.125～10μm)、良好的导热性(9.71W/(m·K))和低非线性效应系数。在Pr:CaF₂晶体中,[Pr³⁺-Pr³⁺]团簇导致Pr³⁺离子在较低浓度下出现荧光猝灭现象。在CaF₂中共掺入La³⁺离子有可能打破[Pr³⁺-Pr³⁺]团簇。本研究通过温度梯度法(Temperature Gradient Technique, TGT),成功地生长了一系列共掺入不同浓度La³⁺离子的Pr:CaF₂晶体。在室温下采用X射线粉末衍射、吸收光谱、荧光光谱和荧光衰减寿命对Pr,La:CaF₂晶体进行表征。Pr:CaF₂晶体共掺入La³⁺离子后仍具有立方晶体结构。³P₀→^3<...     

硫酸盐还原法制备La_2O_2S∶Yb,Er及其上转换发光性能

采用硫酸盐还原法制备了Yb、Er双掺的La2O2S粉体,考察了柠檬酸用量、前驱体煅烧温度、碳还原温度、Er3+离子浓度和Yb3+离子浓度对粉体的影响。分别采用X-射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析(BET)、紫外可见光分光光度计(UVPC)和荧光光谱分析(PL)对粉体的相组成、形貌、颗粒尺寸、反射率和上转换发光性能进行表征。研究结果表明,800℃时可以得到纯相的La2(SO4)3;碳还原温度为900℃以上可以得到纯相的结晶较好的La2O2S;样品的粒径大约为100～200nm,颗粒存在一定的团聚;柠檬酸与硝酸盐的最佳摩尔比为1.5∶1;Er3+离子掺杂浓度为2mol%、Yb3+离子掺杂浓度为12mol%时粉体的上转换发光强度最强。     

Y2O2S:Er,Yb纳米晶的制备及其上转换和下转换发光

采用共沉淀法,结合固-气硫化工艺制备了平均粒径约40nm的类球形Y2O2S:Er,Yb纳米晶,并对其在980nm红外激发下的上转换和下转换发射进行了较为详细的研究.Er3+的上转换特征发射分别位于530、550和660hm附近.在表面吸附OH-和CO2-3所形成的特殊声子环境下,Er3+的4S3/2→4F9/2和4I11/2→I13/2多声子弛豫显著提高了4F9/2能级的粒子布居,致使纳米晶具有很强的660nm红光发射.并且红绿光荧光分支比会随Yb3+浓度的提高而显著增大.首次报导了Y2O2S纳米晶中Er3+的红外特征发射.源于Er3+离子4I13/2→4O15/2辐射跃迁的较强红外发射,在晶场作用下分化为峰位分别位于1501、1534和1577nm的3个发射峰.由于4I13/2能级是660nm红光发射的主要布居能级之一,该红外发射与红光发射存在明显竞争.但在较高Yb3+掺杂浓度下,高效的Yb3+→Er3+能量传递可有效削弱红外发射的竞争作用.     

绿色长余辉发光材料MgGa2O4:Mn2+的制备及性能研究

采用高温固相法合成了MgGa₂O₄:xMn²⁺(x=0.5%,1%,3%,5%)系列绿色长余辉发光材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、发光光谱、余辉光谱、热释光谱等表征手段对其长余辉发光性能进行了研究。样品的发射光谱的结果表明,Mn²⁺在509 nm处的特征发射峰,对应Mn²⁺离子的⁴T₁(⁴G)→⁶A₁(⁶S)电子跃迁,随着Mn²⁺掺杂浓度的增加,其发光强度先增强后减弱,掺杂浓度为3%时样品具有最好的发光性能;掺杂浓度为1%时其余辉强度最强,余辉时间可以持续1h以上;热释光谱在342 K附近出现一个宽峰,这表明样品存在大量的陷阱,这有利于捕获被激发的电子,形成长余辉发光。     

不同离子激活的ZrO2纳米粉发光性质的研究

采用均相沉淀法制备出四方相氧化锆(t-ZrO2)纳米晶,引入不同类型的激活离子(包括稀土离子、过渡金属离子及其他典型的掺杂离子),采用单掺及共掺的方式系统的研究了掺杂ZrO2纳米晶的发光,并对不同的离子掺杂浓度及不同的合成温度对掺杂的ZrO2纳米晶发光性质的影响进行了阐述.     

Y_2O_2S∶Er,Yb纳米晶的制备及其上转换和下转换发光

采用共沉淀法,结合固-气硫化工艺制备了平均粒径约40nm的类球形Y2O2S∶Er,Yb纳米晶,并对其在980nm红外激发下的上转换和下转换发射进行了较为详细的研究。Er3+的上转换特征发射分别位于530、550和660nm附近。在表面吸附OH-和CO32-所形成的特殊声子环境下,Er3+的4S3/2→4F9/2和4I11/2→4I13/2多声子弛豫显著提高了4F9/2能级的粒子布居,致使纳米晶具有很强的660nm红光发射。并且红绿光荧光分支比会随Yb3+浓度的提高而显著增大。首次报导了Y2O2S纳米晶中Er3+的红外特征发射。源于Er3+离子4I13/2→4I15/2辐射跃迁的较强红外发射,在晶场作用下分化为峰位分别位于1501、1534和1577nm的3个发射峰。由于4I13/2能级是660nm红光发射的主要布居能级之一,该红外发射与红光发射存在明显竞争。但在较高Yb3+掺杂浓度下,高效的Yb3+→Er3+能量传递可有效削弱红外发射的竞争作用。     

共沉淀法制备Cs2Ag0.1Na0.9BiCl6:Tm3+双钙钛矿及其近红外发光性能

间接带隙的Cs₂NaBiCl₆双钙钛矿材料具有近红外宽波段发射特性,但低发光效率限制了其在近红外发光领域的应用。本工作通过共沉淀法快速制备微米级尺寸的Cs₂Ag_0.1Na₍0.9_Bi Cl₆:Tm³⁺双钙钛矿晶体,实现了近红外荧光增强,并系统研究了其光学吸收、光致发射(PL)、光致激发(PLE)、时间分辨光致发光和荧光量子效率(PLQY)等光学性能。共沉淀法制备的Cs₂Ag_0.1Na_0.9BiCl₆:Tm³⁺的光学带隙为3.06e V。在350nm紫外光激发下,可以观察到峰值位于680 nm的近红外宽峰发射,这源于自陷激子发光。通过引入Tm³⁺作为新的发光中心,实现了810nm波段的近红外发光增强,在780～830 nm波段荧光量子效率(PLQY)从1.67%提高到11.77%,提高...     

核壳型磁载TiO2/CoFe2O4光催化剂的制备与性能研究

纳米TiO2是一种高效的光催化剂,为了解决TiO2纳米颗粒从悬浮体系中分离回收难的问题,可将其包覆于磁性微球之外,借助于磁场的作用实现快速有效地分离.以尖晶石型CoFe2O4为磁核,制备了核壳型纳米磁性TiO2/CoFe2O4光催化剂,通过水浴恒温条件、热处理温度的改变,以及工艺的调整优化了催化剂的制备工艺.采用XRD和TEM分析了催化剂的结构与形貌.研究发现,水浴90℃恒温2h、600℃热处理后的TiO2/CoFe2O4在降解TNT时表现出了较高的催化活性.表明合适的反应时间和热处理温度是影响催化剂活性的关键因素.     

稀土Sm2O3掺杂钙硼硅发光玻璃的光致发光行为研究

用高温熔融法制备了掺杂Sm2O3的CaO-B2 O3-SiO2(CBS)发光玻璃材料,并对其光谱学特性进行了研究。紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱表明Sm2O3掺杂发光玻璃在紫外区有较强吸收并在可见光区具有良好的透过率。光谱学测试表明,掺杂发光玻璃在404nm激发下出现Sm3+的特征发射峰,峰值波长分别位于565.8、602.8和650.4nm。同时,Sm2O3掺杂发光玻璃的荧光发射强度随Sm2O3掺杂摩尔分数的增加出现浓度猝灭效应,其Sm2O3掺杂猝灭浓度约为0.10%(摩尔分数)。此外,在365nm紫外光照射下,Sm2 O3掺杂发光玻璃呈现出红橙色发光,表明其具有将紫外光转换成红橙光的能力,可以进一步应用于光转换和光发射领域。     

CsTi2NbO7@N-TiO2杂化核壳结构的制备及其可见光催化性能

将CsTi₂NbO₇与异丙醇钛混合后与尿素在空气中煅烧制备出CsTi₂NbO₇@N-TiO₂核壳杂化材料,用XRD、SEM、TEM、UV-Vis DRS和XPS等手段对样品进行了表征。结果表明,N掺杂使TiO₂带隙变窄和吸收边红移,实现了可见光响应。杂化、核壳结构和N掺杂的协同作用不仅使CsTi₂NbO₇@N-TiO₂杂化核壳结构材料具有较强的可见光吸收特性,异质结面的存在还导致光生载流子分离和迁移效率增强,从而提高了可见光降解亚甲基蓝(MB)的光催化活性,其反应速率常数约为CsTi₂NbO₇的5.8倍。同时,这种材料还具有良好的光催化循环稳定性。     

MnO2/NiCo2O4复合材料的控制合成及其电化学性能研究

采用两步合成法制备了MnO_2/NiCo_2O_4核壳结构纳米棒,使用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射和电化学工作站研究了其形貌特征和电化学性能。研究结果表明,在α-MnO_2纳米棒上生长了均匀的NiCo_2O_4纳米片,这种核壳结构纳米棒所制备的电极在充放电电流密度为0.5A/g时比电容达到了434F/g,明显比纯α-MnO_2的比电容(256F/g)高,循环测试2 000次后,比电容保留量为91.8%,表现出了优秀的电化学性能,具有广阔的应用前景。     

络合沉淀法合成纳米Y2O3:Yb,Er及其上转换发光性能

以EDTA为螯合剂,采用络合沉淀法合成了纳米级Yb、Er共掺杂的Y2O3上转换发光粉.通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、光致发光(PL)光谱和红外(IR)光谱对微晶进行了表征.结果表明,经980℃焙烧后的粒子为单一的立方晶相,其颗粒基本为球形,并且其粒径约为30nm.PL谱和IR谱分析结果表明:纳米粒子的表面效应使得表面原子更易吸附空气中的水和二氧化碳,从而增强了4S3/2→4F9/2的无辐射弛豫过程,使得样品所发红光与体材料相比具有更高的荧光分支比.另外,本文还对样品的发光性能作了详细的讨论.     

ZrO2和ZrO2:Dy3+纳米晶发光特性

采用液相沉淀法制备了不同掺杂浓度和尺寸的ZrO2和ZrO2Dy纳米晶,研究了其发光特性.结果表明在纳米ZrO2中,存在着宽带激发和发射,起源为电子在价带和导带之间的跃迁.在Dy3+掺杂的样品中,随着颗粒尺寸的长大,其发光增强.并且共掺杂Li+的样品发光强度被极大地提高.随着Dy3+浓度的变化,黄发射和蓝发射的强度比(Y/B)发生改变,且浓度猝灭是通过近邻激活剂间的交换作用进行的.     

(Ca,Sr,Ba)3V2O8的制备和发光性能研究

采用微波辅助溶胶-凝胶法制备了自激发钒酸盐A3(VO4)2(A:Ca,Sr,Ba)。采用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜、透射电子显微镜、荧光谱仪对样品各项参数进行了表征,研究了A3(VO4)2的光致发光特性,探讨了不同制备工艺条件对其发光性质的影响。实验结果表明,Sr3V2O8样品发光强度随退火温度而变化,在680～900℃时,其发射光谱强度随温度上升而单调下降,达到1000℃时开始上升;pH值为4时,样品的发射光谱强度最大。     

TiO2包覆上转换发光材料Pr3+∶Y2SiO5的制备及其可见光催化性能的研究

为了提高TiO2对可见光的利用率,通过溶胶-凝胶法制备了TiO2包覆上转换发光材料Pr3+∶Y2SiO5的复合材料,并借助XRD、TEM、紫外-可见吸收光谱等对制备的样品进行了表征和研究。同时,研究了不同条件下制备的复合粉体对罗丹明B光降解效率。结果表明,该方法制备出的Pr3+∶Y2SiO5/TiO2复合材料较纯TiO2和简单机械混合两种粉体在可见光下具有较强的光催化效果。验证了Pr3+∶Y2SiO5作为上转换发光材料,可吸收可见光发射紫外线,从而满足TiO2光催化降解的要求。文中最后对Pr3+∶Y2SiO5/TiO2复合材料的光催化机理进行了研究。     

不同形貌β-NaYF4∶Yb,Er（Tm）的水热法合成和上转换发光研究

采用水热法添加不同的表面活性剂合成了NaYF4∶Yb,Er(Tm),并借助XRD、TEM、FT-IR、上转换发光谱对合成样品的物相、形貌、表面包覆情况、上转换发光强度等进行了分析。结果表明在相同的温度、时间条件下合成样品的物相均为六方相;添加不同表面活性剂所合成样品的形貌各不相同,可以通过控制添加表面活性剂的种类、剂量等条件调控晶体的生长。添加柠檬酸所合成的样品的上转换发光强度较高。     

Zn2+掺杂NaAlSiO4:Er3+,Yb3+微晶玻璃制备及上转换发光性能

主要研究过渡金属Zn2+离子掺杂对NaAlSiO4:Er3+,Yb3+微晶玻璃上转换发光性能的影响.采用高温熔融法制备不同掺杂浓度的Zn2+掺杂NaAlSiO4:Er3+,Yb3+上转换发光样品,通过同步热分析仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪和荧光光谱分析仪等对样品进行热处理制度、析出晶体、玻璃结...     

高密度发光材料γ-Bi2WO6:Pr3+的发光性质研究

研究了用固相法制备的高密度发光材料γ-Bi2WO6Pr3+的结构、光致发光光谱、激发谱和γ-Bi2WO6的漫反射谱.由实验测得它的晶格参数为a=5.45A,b=16.42A,c=5.43A,密度Dx=9.53g/cm3.它的光致发光光谱主发射峰位于600、608、611、629nm,分别来自于pr3+的1D2→3H4、3P0→3H5、3P0→3H6、3P0→3F2跃迁的发射.其激发谱由位于约225～430nm范围内、最大值约在372nm的主激发带和450nm的激发峰组成;主激发带来自于基质,可能是基质的带间吸收、W-O间电荷迁移吸收和缺陷能级的吸收;450nm的激发峰来自于pr3+的3H4→3P2跃迁吸收.BWOPr3+的最佳掺杂浓度为0.8mol%左右.