金属氧化物基发光材料的构筑及发光特性研究

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多孔材料由于其高比表面积和有序的多孔结构,受到学者们的广泛关注。作为发光材料,稀土元素配合物具有窄的发射峰和高的量子效率,稀土元素配合物具有独特的发光性能,并且当被紫外光照射时会产生尖锐和强烈的发射线。本论文从如下几个方面进行了研究:本研究采用超声波辅助液相法将Eu(TTA)3(TPPO)2组装到有序多孔ZnO基体中,制得了一类单分散性好而且形状规则的半球形有序多孔Eu(TTA)3(TPPO)2/ZnO复合材料。得到的半球形颗粒的直径约为1μm,其表面上分布着大量有序孔道,孔径约为2.18 nm。在制备过程中必须使用有序介孔ZnO作为前驱体,Eu(TTA)3(TPPO)2客体材料也起到结构导向剂的作用,导致多孔ZnO颗粒的重新排列,并获得半球状形貌。ZnO在465 nm处具有强发射峰,Eu3+在469 nm处有一个7F0-5D2的跃迁激发峰,这两个峰发生了重叠,这使得在ZnO和Eu3+之间发生有效的能量传递,这强烈地增强了Eu3+的发光强度。通过研究发光光谱研究了制备材料的发光性能,还研究了Eu3+浓度对制备材料的发光性质的影响,确定Eu3+掺杂的最佳比例。本研究采用溶剂热法将Eu3+的有机配合物Eu(TTA)3(TPPO)2组装到了有序多孔ZnO基体的介孔孔道中,制备了有序多孔Eu(TTA)3(TPPO)2/ZnO复合材料。该材料保持了主体ZnO的有序多孔结构,其形貌为不规则的球形颗粒,客体材料主要分布在多孔ZnO基体的孔道中。本研究考察了Eu(TTA)3(TPPO)2/ZnO复合材料的上转换发光性质,该材料在465 nm和615 nm处出现了两个上转换发光峰。根据材料的发光强度,确定了制备材料中Eu3+浓度的最佳比例,随着Eu3+含量的增加,ZnO位于465 nm处的特征上转换发光强度急剧增强,Eu3+离子在615和590 nm处的上转换发光强度也随之增强,但Eu3+离子在485和512 nm处的上转换发射略有下降,推断可能是由于Eu3+离子将一部分能量传递给ZnO导致的这两个发射峰的弱化。当Eu3+的含量为12 wt%时,发光强度达到最大值。本研究采用溶胶-凝胶法将Eu3+的有机配合物Eu(TTA)3(TPPO)2组装到无序多孔二氧化锡的孔道中,制备了无序多孔Eu(TTA)3(TPPO)2/SnO2复合材料。制备材料是由SnO2气凝胶颗粒堆积而成的凝胶块状结构,其表面上分布着大量的无序孔道。根据溶胶-凝胶法形成过程,客体材料Eu(TTA)3(TPPO)2完全分布在介孔SnO2的孔道中。考察了制备材料的发光特性,其激发光谱在368 nm出现了最强的吸收,样品在615 nm处具有最强的发射。考察了制备材料中Eu3+含量对样品发光性质的影响,根据材料的发光强度,确定了制备材料中Eu3+浓度的最佳比例。随着Eu3+含量的增加,样品的发光强度增强,当Eu3+的含量为6 wt%时,发光强度达到最大值。本研究首先采用溶胶-凝胶模板法制备无序多孔ZnO/SnO2复合材料基体,然后以制备的ZnO/SnO2作为载体,采用水热法,将稀土配合物Eu(TTA)3(TPPO)2装入多孔ZnO/SnO2基体中,得到Eu(TTA)3(TPPO)2/ZnO-SnO2复合发光材料。制备材料呈现四方金红石相SnO2结构,该结构是由气凝胶片构成的类似于花状的疏松凝胶块结构,而这些气凝胶片是由粒径约为210 nm的SnO2气凝胶颗粒聚集而成。研究了ZnO和Eu3+含量对Eu发光性能的影响,随着ZnO含量的增加,Eu3+的发射强度变强,当Eu3+的含量为6 wt%,ZnO含量为20 wt%时,发光强度达到最大值。
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