纳米稀土荧光材料课件

纳米稀土荧光材料荧光荧光，又作“萤光”，是指一种光致发光的冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入射光（通常是紫外线或X射线）照射，吸收光能后进入激发态，并且立即退激发并发出比入射光的的波长长的出射光（通常波长在可见光波段）。稀土荧光的产生稀土发光材料：RareEarthLuminescentMaterials

稀土发光是由稀土4f电子在不同能级间跃出而产生的，

因激发方式不同，发光可区分为光致发光、阴极射线发光、电致发光、放射性发光、X射线发光、摩擦发光、化学发光和生物发光等。稀土发光具有吸收能力强，转换效率高，可发射从紫外线到红外光的光谱，特别在可见光区有很强的发射能力等优点。稀土发光材料已广泛应用在显示显像、新光源、X射线增光屏等各个方面。

由上表知道，有些稀土元素元素如Sm，Eu,Tb和Dy的离子荧光最强，而有些如Y,La,Lu等则没有荧光，因此可以用于合成荧光材料的基质。（有实验室合成了苯乙烯/烷氧钇共聚物，检测出没有稀土荧，则作为荧光材料的基质）纳米稀土荧光材料纳米稀土发光材料是指：基质粒子尺寸在1—100nm的发光材料。纳米粒子本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等。受这些结构特性的影响,纳米稀土发光材料表现出许多奇特的物理和化学特性,从而影响其中掺杂的激活离子的发光和动力学性质,如光吸收、激发态寿命、能量传递、发光量子效应和浓度猝灭等性质。粒径对荧光性能的影响合成粒径对荧光寿命的影响化学沉淀法此法是工业大规模生产中用得最多的一种，工艺易于控制。化学沉淀法有很多种，其原理基本相同，常用的有共沉淀法和均相沉淀法。以均相沉淀法为例，将尿素作为为沉淀剂，制备出分散性很好的Y2O3：Eu3+

纳米微粒。样品制备时，在Y3+

，Eu3+

硝酸盐溶液中加入尿素，并稀释至2000ml，其中Y3+浓度为0.04mol·l-1:，Eu3+浓度为0.002mol·l-1:，尿素浓度为2mol·l-1:，将混合溶液过滤，置于80℃烘箱中，3h以后，溶液开始混浊，反应1.5-2h后取出，经离心分离，并用蒸馏水洗涤，所得沉淀经冷冻干燥除去残留水分，在680-690℃焙烧，得到纳米Y2O3：Eu3+粉体。化学沉淀法的优点是组分均匀性好，工艺易于控制。缺点是对原料的纯度要求较高，合成路线较长，易引入杂质。微乳液法此法是利用两种互不相溶的溶剂（有机溶剂和水溶液）在表面活性剂作用下形成一个均匀的乳液，液滴尺寸控制在纳米级，从乳液滴中析出固相的制备纳米材料的方法。此法可使成核、生长、聚结、团聚等过程局限在一个微小的球形液滴内形成球形颗粒，避免了颗粒间进一步团聚。分油包水型（W/O）和水包油型（O/W）两种。这种非均相的液相合成法具有粒度分布较窄，并容易控制等特点.微乳液特有的微观结构及所呈现出的特性使其在纳米粒子的制备方面表现出无可比拟的优越性。此法不仅能够制备粒径分布均匀的纳米粒子，还可以通过改变微乳液的各种结构参数调节其微观结构来控制纳米粒子的晶态、形貌及粒径分布等；从而制备出所需性能的纳米稀土发光材料。一般工艺流程为：

低温燃烧合成法燃烧合成法是指材料通过前驱物的燃烧而获得的一种方法。在一个燃烧合成反应中，反应物达到放热反应的点火温度时，以某种方法点燃，随后反应由放出的热量维持，燃烧产物即为所需材料。该法制得的产物呈泡沫状、疏松、不团结、容易粉碎，且发光下降不明显，生产过程简便，反应迅速，产品纯度高，发光亮度不易受破坏，节省能源，降低成本，是一种较有前途的制备纳米发光材料的方法。该法也有不足之处，制得产品的纯度及发光性能不太优良，在燃烧过程中还伴有氨等气体逸出，污染环境。水热合成法它是以液态水或气态水作为传递压力的介质，利用在高温高压下绝大多数物相均能部分溶于水，而且反应在液相和气相中进行。在高温高压的水溶液中，许多化合物表现出与常温下不同的性质，如溶解度增大，离子活度增加，化合物晶体结构易转型等。水热反应正是利用这些特殊性质来制备纳米粉体。水热合成的优点在于直接生成氧化物，避免了一般液相合成法需要经过煅烧转化成氧化物这一步骤，从而极大地降低乃至避免了硬团聚的形成。该法合成温度低，条件温和，产物缺陷不明显，体系稳定。