一维稀土纳米化合物的制备与表征

论文摘要

一维纳米功能材料以其独特的量子效应和限域效应引起了世界范围内的研究兴趣,在光学、电学、磁学、力学和热学方面表现出优异的性能。稀土元素独特的电子结构（4fo+n5d016s2）赋予了其较高的化学反应活性以及丰富的物理化学性质。随着一维纳米材料的不断发展,一维纳米稀土材料越来越受到关注。我们通过软化学途径,在稀土氧化物、氢氧化物一维结构的合成、生长机理方面进行了深入研究,并且利用液态自组装技术构建了一些新颖结构。本论文研究工作的主要内容表现在以下几个方面:（1）采用composite-hydroxide-mediate （CHM）方法制备了稀土氢氧化物纳米带和纳米线。在不加入其它表面活性剂与模板的情况下,利用液态自组装技术首次合成了由多根纳米线组成的纺锤形Nd（OH）3、Sm（OH）3、Eu（OH）3纳米粒子,并对其生长机理进行了深入的研究。该方法还可以用于制备其它一维纳米稀土化合物。（2）发展了一种利用调节混合碱的加入量合成铕离子掺杂的La（OH）3:Eu3+超长纳米线与纳米棱柱体的新方法。通过高温煅烧的途径得到了相应形貌的La2O3:Eu3+纳米粒子。提出了两种晶体的生长机理,并对其进行了荧光光谱的测试。结果表明两种产物通过紫外光激发（282 nm）产生非常强的红光发射特性,对应为Eu3+的5D0→7F2跃迁（625 nm）。其在光电器件领域具有潜在的应用价值。（3）采用水热反应,发展了一种加入H2O2作为模板剂合成稀土氢氧化物纳米棒的新方法。提出了团聚-分解-重结晶-生长的生长机理。通过高温热处理,得到了La2O3:Eu3+纳米棒。实验结果表明稀土氢氧化物纳米棒具有较高的比表面积,La2O3:Eu3+纳米棒在紫外光激发的条件下呈现出较强的红光发射。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 纳米科技的基本概况
• 1.2 纳米材料
• 1.2.1 纳米材料的概念
• 1.2.2 纳米材料的分类
• 1.2.3 纳米材料的性能
• 1.3 一维纳米材料
• 1.3.1 一维纳米材料的研究现状
• 1.3.2 一维纳米材料的制备
• 1.4 一维稀土纳米材料
• 1.4.1 稀土元素概况与应用
• 1.4.2 一维稀土纳米材料的研究进展
• 1.5 选题的目的和意义
• 第2章 实验内容
• 2.1 实验试剂
• 2.2 实验设备
• 2.3 合成方法
• 2.4 测试与表征
• 2.4.1 物相与晶体结构分析
• 2.4.2 热分析
• 2.4.3 扫描电子显微镜（SEM）分析
• 2.4.4 透射电子显微镜（TEM）分析
• 2.4.5 荧光光谱分析
• 2.4.6 红外光谱分析
• 2.4.7 比表面积分析
• 2.4.8 交流阻抗谱测试
• 3 纳米带和纳米线自组装纺锤结构的合成与电学性质研究'>第3章 Ln（OH）₃纳米带和纳米线自组装纺锤结构的合成与电学性质研究
• 3.1 引言
• 3.2 氢氧化物纳米带和纳米线纺锤结构的合成与性质研究
• 3.2.1 样品的合成
• 3.2.2 物相与晶体结构分析
• 3.2.3 形貌与微观结构分析
• 3晶体的生长机理'>3.2.4 La（OH）₃晶体的生长机理
• 2纳米粒子的合成'>3.2.5 CeO₂纳米粒子的合成
• 3.2.6 CeO纳米粒子的物相与微观结构分析
• 2纳米粒子的电学性质研究'>3.2.7 CeO₂纳米粒子的电学性质研究
• 3.2.8 比表面分析
• 3.2.9 本章小结
• 2O₃:Eu³⁺超长纳米线和纳米棱柱体的合成与光学性质研究'>第4章 La₂O₃:Eu³⁺超长纳米线和纳米棱柱体的合成与光学性质研究
• 4.1 引言
• 2O₃:Eu³⁺超长纳米线与纳米棱柱体的合成与光学性质研究'>4.2 La₂O₃:Eu³⁺超长纳米线与纳米棱柱体的合成与光学性质研究
• 4.2.1 样品的合成
• 4.2.2 物相与晶体结构分析
• 4.2.3 形貌与微观结构分析
• 3:Eu³⁺晶体的生长机理'>4.2.4 La（OH）₃:Eu³⁺晶体的生长机理
• 2O₃:Eu³⁺荧光性质研究'>4.2.5 La₂O₃:Eu³⁺荧光性质研究
• 4.2.6 本章小结
• 2O₃:Eu³⁺纳米棒的合成与光学性质研究'>第5章 La₂O₃:Eu³⁺纳米棒的合成与光学性质研究
• 5.1 引言
• 2O₃:Eu³⁺纳米棒的合成与光学性质研究'>5.2 La₂O₃:Eu³⁺纳米棒的合成与光学性质研究
• 5.2.1 样品的合成
• 5.2.2 物相与晶体结构分析
• 5.2.3 形貌与微观结构分析
• 3:Eu³⁺晶体的生长机理'>5.2.4 La（OH）₃:Eu³⁺晶体的生长机理
• 2O₃:Eu³⁺荧光性质研究'>5.2.5 La₂O₃:Eu³⁺荧光性质研究
• 5.2.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢