纳米结构的合成、表征及发光性能研究.ppt

Y2O3:Eu和CePO4:Tb/LaPO4纳米结构的合成、表征及发光性能研究 报 告 人：周建华 指导老师：徐安武副教授 主 要 内 容 一、一维纳米材料的研究现状 二、选题的由来和意义 三、Y2O3:Eu发光纳米管 四、发光CePO4:Tb/LaPO4壳-核结构纳米线/棒 五、总结与展望(创新之处） 一、一维纳米材料的研究现状 一维纳米材料是指在两维方向上为纳米尺度，长度为宏观尺度的新型纳米材料。相对于零维纳米材料(纳米粒子)而言,一维(1D)纳米材料因具有不同的形状如线、棒和管形等在基础研究和实际应用中具有更广阔的应用前景. 由于有一维为宏观尺度，纳米管和纳米棒将具有特殊的性能，特别是一维稀土纳米结构——对其进行掺杂（或内外表面进行修饰），可能得到性能优越的功能材料。 二、选题的由来和意义（1） Y2O3:Eu是一种重要的红光材料。其发光效率高，被广泛用于节能荧光灯和彩色电视显像管。 将Y2O3:Eu做成管状，其内外表面可以被修饰（如填充Ag纳米线），可能有特别的用途。 二、选题的由来和意义（2） CePO4:Tb/LaPO4（简称LAP）是稀土三基色荧光粉中一类重要的高效绿色发光粉，被广泛用于灯饰工业。 据报道，CePO4:Tb颗粒被包裹一层LaPO4后，其发光增强；同样的道理，CePO4:Tb纳米线被包裹一层LaPO4后，其发光可能也有所增大。 三、Y2O3:Eu发光纳米管的合成 称取500 mg的Y2O3:3.8% Eu（3.8%代表Eu原子的百分数，不考虑氧原子）的粉末（自制），倒入30 ml的内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，加入25-28 ml去离子水（也可加入适量的1 mol/L NaOH溶液），超声分散20 min，封紧釜盖，将反应釜放入烘箱加热至170 ℃ ，30 h，在空气中自然冷却至室温，抽滤。然后产物在空气中450 ℃下锻烧6 h，得到Y2O3:Eu的纳米管[2]。 表征:Y(OH)3:Eu3+的TEM和SEM Y(OH)3:Eu3+与Y2O3:Eu3+样品的XRD Y(OH)3:Eu3+的EDS Y2O3?:?Eu3+纳米管和纳米粉末的室温发射光谱 四、发光CePO4:Tb/LaPO4壳-核结构纳米棒的合成 参照Y2O3:Eu纳米管的合成方法，在50 ml的烧杯中加入100 mgCePO4:Tb（自制），超声15 min，加入一定量的或者La(NO3)3，搅拌，加入适量的 (NH4)2HPO4，调至一定的pH值，倒入反应釜，150 ℃下反应12 h，过滤，依次用去离子水和无水乙醇洗去残留离子，烘干备用。 CePO4 : Tb纳米线或棒的TEM（原料） 表征：CePO4:Tb/LaPO4的TEM CePO4:Tb与CePO4:Tb/LaPO4的XRD CePO4:Tb与CePO4:Tb/LaPO4的EDS 发 光 性 能 五、总结与展望（创新之处） 1、使用简单的水热法制得Y2O3:Eu发光纳米管（方法创新），管的内外表面可以被修饰（例如填充Ag)或者作为合成模板； 2、首次合成CePO4:Tb /LaPO4壳-核结构纳米棒，其发光比CePO4:Tb有不同程度的增大。 五、总结与展望（一） 由于稀土氢氧化物的晶型相近，晶格的错位可以忽略。因此，可以很容易得到相互掺杂均匀的纳米结构材料。我们已经成功的制得了Y2O3: Eu3+发光的纳米管。我们相信，使用同样的实验方法，可以得到更多的、稀土相互掺杂的发光纳米管。 由于LnPO4的晶格常数相似，可避免形成壳-核界面的晶格的错位，能量损失减少。因此，可以相互包裹，形成一类壳-核纳米结构材料。例如：发光的CePO4：Tb/LaPO4 和TbPO4/GdPO4壳-核结构的纳米线/棒。我们相信，镧系元素正磷酸盐可以被包裹不同的镧系元素，并用于制造荧光灯、新型紫外激发等离子显示平面和生物分子发光标签等各个领域。 主要参考文献 [1] Xu A.-W.; Fang Y.-P.; You L.-P.; Liu H.-Q., A Simple Method to Synthesize Dy(OH)3 and Dy2O3 Nanotubes,J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1494-1495 [2]Fang Y.-P.; Xu A.-W.; Song R.-Q.; Zhang H.-X.; You L.-P.; Yu J.C.; Liu H.-Q.; Systematic Synthesis and Characterization of Single-Crystal Lanthanide Orthophosphate