铝酸盐/碳酸盐发光材料的控制合成与光学性能研究

论文摘要

本论文主要是利用水热合成法、溶胶-凝胶法等路线,通过调整原料配比、反应温度、表面活性剂种类等因素,制备了系列铝酸盐/碳酸盐发光材料,并探讨了合成样品的形貌、尺寸、物相与其光学性能之间的关系。论文主要内容归纳如下：1. M3Al2O6:Eu2+（Eu3+）, Dy3+（M=Sr, Ca, Ba）发光材料的控制合成与性能研究：①采用水热合成法,通过调节原料配比、水热反应温度、表面活性剂、焙烧气氛与温度等因素,制得不同形貌的发光材料。当原料Sr（NO3）2、 Al（NO3）3·9H2O和CO（NH2）2的摩尔比为3：2：20,在120℃的水热条件下制得的前躯体为一维纳米结构；当在原料中添加柠檬酸三钠作为表面活性剂时,在相同反应条件下可制得类球形的前躯体。然而两种不同形貌前躯体经1200℃焙烧后的产物均形成不规则形貌。②利用溶胶-凝胶法制备出掺杂Eu3+、Dy3+的M3Al2O6（M=Sr, Ca, Ba）发光材料,以EG为溶剂时,可形成多孔结构的M3Al2O6:Eu3+,Dy3+（M=Sr,Ca,Ba）发光材料,相对水热合成法而言,该方法的焙烧温度（1100℃）较低。2. MAl2O4:Eu2+（Eu3+）, Dy3+（M=Sr, Ca, Ba）发光材料的控制合成与性能研究：利用Pechini类型溶胶-凝胶法,主要研究柠檬酸与总金属阳离子的摩尔比、溶剂类型等反应参数对产品形貌与尺寸的影响。当溶剂为EG时,可形成多孔结构的发光材料；当溶剂为H2O时,则形成不规则形状的发光材料。3. ZnAl2O4:Eu3+发光材料的控制合成与性能研究：①利用Pechini类型溶胶-凝胶法,研究溶液的酸碱性、不同的焙烧温度对产物形貌与尺寸的影响。在600℃的焙烧温度下可制得多孔ZnAl2O4:Eu3+发光材料。②利用水热合成法,通过改变原料中Na2CO3的添加量,制得ZnAl2O4:Eu3+发光材料。4.MCO3：Eu3+（M=Sr,Ca,Ba）发光材料的控制合成与性能研究：利用室温化学共沉淀法,通过调节混合溶剂的配比、组成成分以及表面活性剂种类,合成了系列不同形貌、尺寸以及物相的碳酸盐发光材料在制备CaCO3:Eu3+样品的反应中,调节H2O-EG混合溶剂配比、添加不同表面活性剂,均能够促使产物物相的改变。发光测试结果表明,该样品在613nm处显示了优良的红光特征,说明实验制备的碳酸盐可以作为良好的发光基质。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 发光材料研究进展概论及应用前景
• 1.2 铝酸盐体系发光材料的物理特性
• 1.3 制备方法
• 1.3.1 高温固相法
• 1.3.2 化学沉淀法
• 1.3.3 水热合成法
• 1.3.4 溶胶-凝胶法
• 1.3.5 燃烧合成法
• 1.3.6 微波辐射合成法
• 1.4 本论文的选题背景及研究内容
• 1.4.1 本论文选题背景
• 1.4.2 本论文的研究内容
• 第二章 实验原理及实验方案设计
• 2+离子发光机理'>2.1 Eu²⁺离子发光机理
• 3+离子发光机理'>2.2 Eu³⁺离子发光机理
• 2.3 实验方案设计
• 3Al₂O₆：Eu²⁺(Eu³⁺),Dy³⁺（M=Sr,Ca,Ba）型发光材料的控制合成及其光学性能'>第三章 M₃Al₂O₆：Eu²⁺(Eu³⁺),Dy³⁺（M=Sr,Ca,Ba）型发光材料的控制合成及其光学性能
• 3Al₂O₆：Eu²⁺(Eu³⁺),Dy³⁺发光材料'>3.1 水热合成法制备Sr₃Al₂O₆：Eu²⁺(Eu³⁺),Dy³⁺发光材料
• 3.1.1 制备过程
• 3.1.2 样品的表征
• 3.1.3 实验结果与讨论
• 3.1.4 结论
• 3Al₂O₆：Eu³⁺,Dy³⁺（M=Sr,Ca,Ba）型发光材料'>3.2 溶胶-凝胶法制备M₃Al₂O₆：Eu³⁺,Dy³⁺（M=Sr,Ca,Ba）型发光材料
• 3.2.1 制备过程
• 3.2.2 样品的表征
• 3.2.3 实验结果与讨论
• 3.2.4 结论
• 3.3 本章小结
• 2O₄：Eu²⁺(Eu³⁺),Dy³⁺（M=Sr,Ca,Ba）型发光材料的控制合成及其光学性能'>第四章 MAl₂O₄：Eu²⁺(Eu³⁺),Dy³⁺（M=Sr,Ca,Ba）型发光材料的控制合成及其光学性能
• 4.1 制备过程
• 4.2 样品的表征
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.4 本章小结
• 2O₄：Eu³⁺发光材料的控制合成及其光学性能'>第五章 尖晶石型ZnAl₂O₄：Eu³⁺发光材料的控制合成及其光学性能
• 2O₄：Eu³⁺发光材料'>5.1 溶胶-凝胶法制备ZnAl₂O₄：Eu³⁺发光材料
• 5.1.1 制备过程
• 5.1.2 样品的表征
• 5.1.3 实验结果与讨论
• 5.1.4 结论
• 2O₄：Eu³⁺发光材料'>5.2 水热合成法制备ZnAl₂O₄：Eu³⁺发光材料
• 5.2.1 制备过程
• 5.2.2 样品的表征
• 5.2.3 实验结果与讨论
• 5.2.4 结论
• 5.3 本章小结
• 3：Eu³⁺（M=Ca,Ba,Sr）型发光材料的控制合成及其光学性能'>第六章 MCO₃：Eu³⁺（M=Ca,Ba,Sr）型发光材料的控制合成及其光学性能
• 6.1 制备过程
• 6.2 样品的表征
• 6.3 实验结果与讨论
• 6.4 本章小结
• 第七章 全文结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 附录一 攻读硕士学位期间发表的论文及获得的奖励