溶胶-凝胶法制备Eu^3＋掺杂SiO2玻璃粉体及其性质.pdfVIP

第25卷 第6期 中 国 稀 土 学 报 2Oo7年l2月 Vo1．25 №．6 JOURNAL OF THE CHINESE RARE EARTH SOCIETY Dee．2007 溶胶．凝胶法制备Eu3+掺杂SiO2玻璃粉体及其性质 王 忆卜，陈志威 ，黄超群 ，曾庆光 (1．五邑大学纳米与薄膜材料研究所；2．五邑大学化学与环境工程系，广东江门529020) 摘要：采用溶胶．凝胶方法制备了从1％～1O％不同浓度Eu离子掺入的SiO2玻璃，并对于不同浓度掺杂和退火处理对其结构和发光性能的影 响进行了研究。X射线衍射测试显示，制备出了Eu离子掺入的无定形SiO2玻璃。SEM显示，退火处理后的样品呈多孑L‘．蜂窝”状结构。稀土 离子掺入的浓度和退火温度等对Eu离子掺入的SiO2玻璃的结构和荧光发光性质有十分显著的影响。发现稀土离子掺杂浓度从1％～10％的 过程中出现了两次浓度淬灭等现象。 关键词：溶胶．凝胶法；Eu”掺杂；退火处理；稀土 中图分类号：0482．31 文献标识码：A 文章编号：1000—4343(2007)06—0676—06 近年来，稀土离子掺杂光学材料的研究和开 性好，表面积大等；使其在光学、催化、传感、高 发的进展十分引人注目l1 ]，稀土离子掺杂的光学 能物理、机械等领域获得了广泛的应用。SiO。作为 材料被广泛地应用在光激发材料、传感器、放大器 典型的无序介孔材料，由于其巨大的内表面积和 和光纤通讯上。随着光纤通讯、上转换发光和激 均匀的孔尺寸，使其在催化和分离科学方面有重 光、非线性光学等光电子学的迅速发展，高性能的 要的应用【1 。 光学玻璃受到人们瞩目。通过掺杂或引入应力的 溶胶一凝胶法以其温和的反应条件和灵活多样 方法，可以改变材料的能带结构，从而为光电子新 的操作方式，在制备多功能光学材料方面显示了 材料器件提供实现的可能。 巨大的潜力l1 。其优点包括：(1)产品纯度高； 由于稀土离子特殊的4f电子内壳层结构，稀 (2)粒度均匀；(3)烧成温度比传统方法低400～ 土离子的吸收和发射光谱覆盖了从紫外到红外光 500℃；(4)反应过程易于控制；(5)从同一种原 谱很宽的范围，这是半导体材料和其他光电材料 料出发，改变工艺过程即可获得不同产品lj 。溶胶 所无法比拟的。将稀土离子掺杂到玻璃中，将大大 一 凝胶法的主要反应步骤是前驱物溶于溶剂中(水 改善玻璃的发光性能，提高光电转换速度，因此稀 或有机溶Yf~1)形成均匀的溶液，溶质与溶剂产生水 土离子掺杂的玻璃及其光学性能的研究受到人们 解或醇解反应，反应生成物聚成l nm左右的粒子 的关注l5 j。目前，以掺杂稀土离子为主的熔融石 组成溶胶，后者经蒸发干燥转变成凝胶。 英玻璃纤维激光器和氧化物纤维激光器及掺杂稀 虽然国内外对Eu离子掺人的SiO 玻璃的研 土离子存储玻璃的研究是光学玻璃的热点之 究工作已有很多报道，但系统利用溶胶一凝胶方法 一 [1 15] 一 制备稀土Eu离子较宽范围掺杂浓度的SiO 玻璃， 纳米SiO 为无定型白色粉末，是一种无毒、 以及不同掺杂浓度和不同退火温度处理等对材料 无味、无污染的非金属材料。一般情况下呈絮状和 结构和发光性质的影响的系统研究工作还很少， 网状的准颗粒结构，为球形状。二氧化硅既可作为 本文研究了溶胶一凝胶法制备稀土Eu 掺杂SiO 玻 载体、又可作为填充物制得复合纳米材料。SiO 凝 璃粉体及其性质。 胶具有许多独特的性能，比如绝缘性好