納米稀土熒光材料課件

納米稀土熒光材料熒光熒光，又作“螢光”，是指一種光致發(fā)光的冷發(fā)光現(xiàn)象。當某種常溫物質(zhì)經(jīng)某種波長的入射光（通常是紫外線或X射線）照射，吸收光能后進入激發(fā)態(tài)，并且立即退激發(fā)并發(fā)出比入射光的的波長長的出射光（通常波長在可見光波段）。稀土熒光的產(chǎn)生稀土發(fā)光材料：RareEarthLuminescentMaterials

稀土發(fā)光是由稀土4f電子在不同能級間躍出而產(chǎn)生的，

因激發(fā)方式不同，發(fā)光可區(qū)分為光致發(fā)光、陰極射線發(fā)光、電致發(fā)光、放射性發(fā)光、X射線發(fā)光、摩擦發(fā)光、化學發(fā)光和生物發(fā)光等。稀土發(fā)光具有吸收能力強，轉(zhuǎn)換效率高，可發(fā)射從紫外線到紅外光的光譜，特別在可見光區(qū)有很強的發(fā)射能力等優(yōu)點。稀土發(fā)光材料已廣泛應用在顯示顯像、新光源、X射線增光屏等各個方面。

由上表知道，有些稀土元素元素如Sm，Eu,Tb和Dy的離子熒光最強，而有些如Y,La,Lu等則沒有熒光，因此可以用于合成熒光材料的基質(zhì)。（有實驗室合成了苯乙烯/烷氧釔共聚物，檢測出沒有稀土熒，則作為熒光材料的基質(zhì)）納米稀土熒光材料納米稀土發(fā)光材料是指：基質(zhì)粒子尺寸在1—100nm的發(fā)光材料。納米粒子本身具有量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應和宏觀量子隧道效應等。受這些結(jié)構(gòu)特性的影響,納米稀土發(fā)光材料表現(xiàn)出許多奇特的物理和化學特性,從而影響其中摻雜的激活離子的發(fā)光和動力學性質(zhì),如光吸收、激發(fā)態(tài)壽命、能量傳遞、發(fā)光量子效應和濃度猝滅等性質(zhì)。粒徑對熒光性能的影響合成粒徑對熒光壽命的影響化學沉淀法此法是工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)中用得最多的一種，工藝易于控制?；瘜W沉淀法有很多種，其原理基本相同，常用的有共沉淀法和均相沉淀法。以均相沉淀法為例，將尿素作為為沉淀劑，制備出分散性很好的Y2O3：Eu3+

納米微粒。樣品制備時，在Y3+

，Eu3+

硝酸鹽溶液中加入尿素，并稀釋至2000ml，其中Y3+濃度為0.04mol·l-1:，Eu3+濃度為0.002mol·l-1:，尿素濃度為2mol·l-1:，將混合溶液過濾，置于80℃烘箱中，3h以后，溶液開始混濁，反應1.5-2h后取出，經(jīng)離心分離，并用蒸餾水洗滌，所得沉淀經(jīng)冷凍干燥除去殘留水分，在680-690℃焙燒，得到納米Y2O3：Eu3+粉體?；瘜W沉淀法的優(yōu)點是組分均勻性好，工藝易于控制。缺點是對原料的純度要求較高，合成路線較長，易引入雜質(zhì)。微乳液法此法是利用兩種互不相溶的溶劑（有機溶劑和水溶液）在表面活性劑作用下形成一個均勻的乳液，液滴尺寸控制在納米級，從乳液滴中析出固相的制備納米材料的方法。此法可使成核、生長、聚結(jié)、團聚等過程局限在一個微小的球形液滴內(nèi)形成球形顆粒，避免了顆粒間進一步團聚。分油包水型（W/O）和水包油型（O/W）兩種。這種非均相的液相合成法具有粒度分布較窄，并容易控制等特點.微乳液特有的微觀結(jié)構(gòu)及所呈現(xiàn)出的特性使其在納米粒子的制備方面表現(xiàn)出無可比擬的優(yōu)越性。此法不僅能夠制備粒徑分布均勻的納米粒子，還可以通過改變微乳液的各種結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)節(jié)其微觀結(jié)構(gòu)來控制納米粒子的晶態(tài)、形貌及粒徑分布等；從而制備出所需性能的納米稀土發(fā)光材料。一般工藝流程為：

低溫燃燒合成法燃燒合成法是指材料通過前驅(qū)物的燃燒而獲得的一種方法。在一個燃燒合成反應中，反應物達到放熱反應的點火溫度時，以某種方法點燃，隨后反應由放出的熱量維持，燃燒產(chǎn)物即為所需材料。該法制得的產(chǎn)物呈泡沫狀、疏松、不團結(jié)、容易粉碎，且發(fā)光下降不明顯，生產(chǎn)過程簡便，反應迅速，產(chǎn)品純度高，發(fā)光亮度不易受破壞，節(jié)省能源，降低成本，是一種較有前途的制備納米發(fā)光材料的方法。該法也有不足之處，制得產(chǎn)品的純度及發(fā)光性能不太優(yōu)良，在燃燒過程中還伴有氨等氣體逸出，污染環(huán)境。水熱合成法它是以液態(tài)水或氣態(tài)水作為傳遞壓力的介質(zhì)，利用在高溫高壓下絕大多數(shù)物相均能部分溶于水，而且反應在液相和氣相中進行。在高溫高壓的水溶液中，許多化合物表現(xiàn)出與常溫下不同的性質(zhì)，如溶解度增大，離子活度增加，化合物晶體結(jié)構(gòu)易轉(zhuǎn)型等。水熱反應正是利用這些特殊性質(zhì)來制備納米粉體。水熱合成的優(yōu)點在于直接生成氧化物，避免了一般液相合成法需要經(jīng)過煅燒轉(zhuǎn)化成氧化物這一步驟，從而極大地降低乃至避免了硬團聚的形成。該法合成溫度低，條件溫和，產(chǎn)物缺陷不明顯，體系穩(wěn)定。