Lu_2O_3∶Tb纳米粉末的光致发光特性

用燃烧合成法制备了Lu2O3:Tb3+纳米粉末.产物为立方相结构,粒径在3～40nm之间可控.对不同颗粒度的样品的激发光谱、发射光谱和荧光衰减特性进行了研究.在紫外光激发下,样品显示出较强的发光(来自于Tb3+的5D3,4→7FJ跃迁).同时,样品的光致发光性质在很大程度上受到样品颗粒度的影响,对此现象给出了合理的解释.

Lu_(2)O_(3):Yb,Tm/MC540纳米材料的制备及研究

以水热反应及后续的高温煅烧过程为合成手段,成功制备了Lu_(2)O_(3):Yb,Tm纳米材料。XRD结果显示所得样品为纯Lu2O3晶相。且SEM结果表明所得样品由不规则形状组成,粒径在100nm左右。随后通过搅拌吸附过程负载部花青(MC540)光敏剂,得到Lu_(2)O_(3):Yb,Tm/MC540纳米材料。然后以肺癌细胞(A-549细胞)为模型,研究了Lu_(2)O_(3):Yb,Tm/MC540纳米材料的抗肿瘤活性。结果表明,在650nm的红光照射下,上述材料对肺癌A-549细胞具有明显的光动力杀伤疗效。

Y_2O_3纳米晶体中Ln^(3+)(Ln=Tb,Tm,Eu)发光浓度猝灭及能量传递的研究

采用燃烧法制备了不同Ln3+(Ln=Tb,Tm,Eu)掺杂浓度和不同粒径的Y2O3∶Ln纳米晶体粉末样品,并通过高温退火获得了相应掺杂浓度的体材料样品。测量了纳米和体材料样品的发射光谱、XRD谱并拍摄了不同粒径样品的TEM照片。研究了纳米Y2O3∶Ln晶体粉末中发光中心的浓度猝灭现象和不同发光中心之间的能量传递行为。研究发现,在Y2O3纳米晶体粉末中,Tb3:5D4→7F5和Eu3+:5D0→7F2发光的浓度猝灭与体材料中相似,而Tb3+:5D3→7F5和Tm3+:1D2→3H4发光的猝灭浓度明显高于体材料。这是因为纳米微晶的界面会阻止能量传递的进行,产生较强的尺寸限制效应,抑制发光材料中发光中心之间能量传递的进行,但不同类型的能量传递对粒径尺寸变化的依赖关系不同。尺寸限制效应对长程相互作用类型的能量传递(如电偶极-电偶极相互作用)的抑制作用明显,对短程相互作用类型的能量传递(如交换相互作用)的影响较小。

Eu^3＋或Tb^3＋掺杂Y2O3纳米材料紫外激发光谱

采用燃烧法制备了不同Ln3+(Ln=Eu或Tb)掺杂浓度和不同平均粒径的Y2O3∶Ln纳米晶体粉末和体材料样品。研究发现随着粒径的减小,Y2O3∶Eu电荷迁移带的位置发生红移;并且,由于存在于近表面低结晶度环境中的Eu3+数量的增加,小粒径样品(5nm)的电荷迁移带还向长波方向发生了明显的展宽。实验中还观察到Y2O3∶Tb纳米晶激发谱中4f5d(4f8→4f75d1)跃迁吸收对应激发峰(带)的谱线形状随样品粒径变化存在较大的差异,这是由于Tb3+存在于近表面的低结晶度和颗粒内部的高结晶度两种不同环境中,Tb3+的4f5d跃迁在两种环境中对应的吸收峰位置不同,当样品粒径发生变化时Tb3+处于两种环境中的比例随之变化,造成相应吸收跃迁对应的激发峰(带)强度发生变化,并改变了激发谱的谱线形状。实验中还发现,随着Tb3+(或Eu3+)浓度的减小,Y2O3基质激子跃迁吸收的激发峰对比4f5d跃迁(或电荷迁移带)激发峰的相对强度随之增强。

Y_2O_2S纳米晶中Tb^(3+)发光的浓度猝灭

制备了Tb^(3+ )浓度不同而粒径相同的一系列纳米晶Y2 O2 S。由于表面态对发光的猝灭作用 ,Tb3 + 离子5D3发光的寿命与体材料比较明显缩短。研究了5D3和5D4 能级发光的浓度猝灭 ,发光强度与浓度的关系以及发光的衰减曲线都表明 :5D3的浓度猝灭是电偶极 电偶极相互作用引起的 ,而5D4 的浓度猝灭是交换相互作用引起的。

萃取色层法提取5～6N高纯Tb_4O_7、Dy_2O_3、Yb_2O_3和Lu_2O_3

采用萃淋树脂ＣＬ－Ｐ５０７为萃取色层的固定相，稀盐酸为淋洗剂，品位９９％的稀土氧化物为原料，载量１％（镱、镥）和１．５％（铽、镝），在室温常压、常用流速的条件下，研究淋洗酸度对分离提纯的影响，对最难提纯的镥（镱镥间的分离）采取了独特的解决办法，确定了提取５～６Ｎ纯度的铽、镝、镱和镥的技术条件。

Lu_2O_3∶Eu^(3+)纳米粉末及透明陶瓷的制备及其发光性能

采用共沉淀法和溶剂热法制备了Lu2O3∶Eu3+纳米粉体,通过X射线衍射谱、傅里叶变换红外光谱和扫描电镜照片,比较了两种方法制备的Lu2O3∶Eu3+粉末的微观结构,测量和比较合成粉体的激发与发射光谱。将获得的Lu2O3∶Eu3+煅烧粉体在不使用任何添加剂的情况下,干压成型制成素坯,先在真空中1 100℃煅烧5 h,氮气氛中1 700℃烧结2 h,再于氮气氛中1 600℃退火10 h获得Lu2O3∶Eu3+透明陶瓷。比较了两种方法制备的Lu2O3∶Eu3+透明陶瓷的透明度和发光性能。测量并讨论了所合成的Lu2O3∶Eu3+透明陶瓷的发光衰减曲线和能级寿命。

溶胶-凝胶法制备纳米晶γ-Al2O3：Tb^3＋粉末及其发光性能

以异丙醇铝为原料,聚乙二醇(PEG1000)为络合剂,采用溶胶-凝胶法制备了纳米晶γ-Al2O3∶Tb3+发光粉;并采用DTA/TG、XRD、TEM及荧光光谱对其进行了一系列表征。研究结果表明:采用溶胶-凝胶制备工艺,经800℃煅烧4h,可以得到发光强度高的纳米晶γ-Al2O3∶Tb3+发光粉;发光粉的最佳激发波长为251nm,对应于Tb3+4f-5d跃迁;最佳掺杂浓度为5%(物质的量浓度,下同),在251nm光激发下,最强的发射峰位于544nm,可以用作绿色发光材料。

Nd∶Lu_2O_3纳米陶瓷的制备和EXAFS研究

通过氨水加碳酸氢铵复合沉淀剂合成了Nd3+掺杂的氧化镥纳米晶粉体。经马弗炉900℃煅烧2 h,获得了分散性好、晶粒尺寸约为40 nm的高质量的Nd∶Lu2O3纳米晶粉体。采用无压流动H2气氛对所得素坯进行两步烧结致密化(T1=1720℃,T2=1620℃)获得了半透明的纳米Lu2O3陶瓷。荧光光谱表明在808 nm波长激发下,纳米陶瓷发光强度明显超过微米级陶瓷。同步辐射研究表明,随着晶粒尺寸减小,纳米陶瓷中Nd原子的局域环境混乱度增大,无序度相对变大。在Nd掺杂浓度相同情况下,对同一光子能量的X射线吸收系数纳米陶瓷小于微米级陶瓷。

核壳结构纳米颗粒Gd_2O_3:Tb^(3+)/SiO_x的制备及发光性能研究

以二甘醇为溶剂合成Gd2O3:Tb3+纳米颗粒,并在其表面包覆聚硅氧烷层,得到核壳结构纳米颗粒Gd2O3∶Tb3+/SiOx。为了研究Tb3+离子掺杂浓度对纳米颗粒发光性能的影响,采用几种不同Tb3+掺杂浓度进行纳米颗粒的合成,并对其发光性能进行了检测。结果表明:包裹聚硅氧烷层后的Gd2O3∶Tb3+纳米颗粒分散较好,聚硅氧烷层不会减弱Gd2O3∶Tb3+纳米颗粒的发光性能。Tb3+掺杂浓度对核壳结构纳米颗粒Gd2O3∶Tb3+/SiOx的发光存在浓度猝灭现象,猝灭摩尔分数为5%。这种具有发光特性的核壳结构纳米颗粒可作为生物传感器的探针用于生物分子的检测。

纳米Gd2O3:Tb3+荧光粉的微乳液法合成及其光致发光性质

利用TX-100/正己醇/正辛烷/水微乳液法合成纳米Gd2O3:Tb3+荧光粉,结构表征证实其为单相的氧化钆,掺杂对晶型无影响,粒子大小较均匀,分散性好,较少团聚.TG-DTA测量了Gd2O3:Tb3+的晶型最终形成温度为590℃,发射光谱显示出Tb3+的4个特征发射.随着纳米粒子粒径的减少,发光强度逐渐减弱.

ZrO2：Tb^3＋纳米晶的离子交换法制备及其发光特性

以强碱性阴离子交换树脂为交换介质,采用离子交换法制备了稀土Tb3+离子掺杂的ZrO2∶Tb3+纳米晶。通过XRD,TG-DSC,TEM,HRTEM等手段分析了样品制备过程的物相变化及晶粒形貌,用荧光光度计研究了样品的三维荧光光谱、激发光谱和发射光谱。结果表明:前驱沉淀物经800℃焙烧处理2 h,制备出近方型形貌,颗粒分散性好、尺寸约为40 nm的四方相ZrO2∶Tb3+纳米晶,当焙烧温度升高到900℃以上时样品出现了少量单斜晶相,而经800℃焙烧处理的纯ZrO2是以四方相和单斜相同时存在,说明稀土Tb3+离子的掺杂对ZrO2基质的四方晶相起到稳定作用。由ZrO2∶Tb3+的等角三维荧光光谱图显示Tb3+在ZrO2基质中的最佳激发波长为290 nm;在290 nm波长光的激发下观察到纳米ZrO2中Tb3+的发射峰位于491,545,582 nm分别对应于Tb3+的5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4能级跃迁,以491,545 nm的发射峰最强,其中经800℃焙烧处理的样品其5D4→7F6跃迁发射与5D4→7F5跃迁发射强度几乎相同,说明该法制备的纳米ZrO2∶Tb3+中5D4→7F6跃迁发射增强,使Tb3+发光的蓝色成分增加了。

不同沉淀剂对Nd^(3+)∶Lu_2O_3纳米粉体性能的影响

采用湿化学共沉淀法合成了Nd3+掺杂的氧化镥纳米晶粉体,研究了三种不同沉淀剂(NH4OH、NH4HCO3、NH4OH+NH4HCO3)对Nd3+∶Lu2O3纳米晶粉体性能的影响.采用NH4OH+NH4HCO3混合溶液作复合沉淀剂所得粉体具有比表面积高(13.37m2/g)、颗粒尺寸小(～30nm)、粒度分布窄(60～160nm)的优点.该粉体经过干压和等静压成型后,素坯从室温至1400℃获得的线性收缩率可达17%,其烧结活性明显高于其它两种沉淀剂所得的粉体.在流动H2气氛下,经1880℃/8h烧结可获得具有优良光学透明性的Nd3+∶Lu2O3透明陶瓷,在1080nm波长处的直线透过率超过75%.

Tb^(3+)掺杂Gd_2Sn_2O_7纳米荧光材料的制备与光学性能

采用共沉淀-水热法合成Tb3+掺杂Gd2Sn2O7纳米荧光材料,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)和荧光光谱对合成产物的晶体结构、颗粒尺寸、形貌和光学性能进行研究。研究结果表明水热合成产物为单一相立方烧绿石结构Gd2Sn2O7:Tb3+晶体,产物由尺寸约为50~70 nm的一次纳米颗粒团聚而成的不规则球。激发光谱和发射光谱测试结果表明,Gd2Sn2O7:Tb3+样品可以被379 nm的紫外光有效地激发而发射出纯度高的Tb3+离子特征的绿光,在高浓度Tb3+掺杂时可观察到Tb3+发光浓度猝灭现象。在样品的激发光谱中观察到不同激发带的猝灭浓度并不相同,并对其原因进行了分析。

La_2O_3:Tb^(3+)纳米晶的燃烧法制备及其光致发光性质

采用柠檬酸燃烧法制备稀土Tb3+掺杂的La2O3纳米晶,并用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光分光光度计对La2O3∶Tb3+纳米晶的结构、形貌和发光性能进行分析.结果表明,不同柠檬酸与稀土离子配比(C/M)制备的样品经800℃退火后均得到结晶性良好的六方相La2O3∶Tb3+纳米晶,晶粒尺寸约为20 nm.纳米晶的三维荧光光谱图显示,Tb3+在基质中的最佳激发波长为280 nm,在280 nm光的激发下,La2O3∶Tb3+纳米晶产生Tb3+的特征发射峰,归属于5D4-7FJ(J=6,5,4)跃迁,主发射峰位置均在543 nm处(5D4-7F5跃迁).同时研究了柠檬酸与稀土离子配比(C/M)对结晶度、发光性质等的影响.

燃烧法制备Y_2Zr_2O_7:Tb^(3+)纳米晶及其发光性质研究

以甘氨酸作燃烧剂采用燃烧法制备Y2Zr2O7:Tb3+纳米晶粉末。用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和荧光分光光度计对Y2Zr2O7:Tb3+纳米晶的相结构、形貌和发光性质进行研究。结果表明:所得到的纳米晶粒度均匀、结晶完好,属于立方萤石结构。发光光谱的测试表明:Tb3+呈现其特征绿色发射,最强峰位于542nm处。Tb3+的掺杂摩尔浓度在0.5%~6%的范围内,3%为最佳掺杂浓度。

纳米光学功能材料Gd_2O_3:Tb^(3+)的反相微乳合成及发光性能

采用反相微乳液法合成Gd_2O_3:Tb^(3+)纳米粒子,对其晶体结构、发光性能和最佳发光离子浓度进行了研究,并且与草酸盐共沉淀法制得的Gd_2O_3:Tb^(3+)相比,结果表明,其粒径减小,晶体形成温度降低了近100℃.

Gd_2O_3∶RE^(3+)(RE:Eu,Tb)纳米棒的合成与表征

掺杂Eu和Tb离子的一维稀土氧化物发光材料因具有与其体相材料不同的光谱特性在近年来引起了人们的极大研究兴趣。(Gd0.9Eu0.1)(OH)3和(Gd0.9Tb0.1)(OH)3纳米棒前驱物通过水热法首先被合成,然后经退火处理得到Gd2O3∶RE3+(RE:Eu,Tb)纳米棒。FE-SEM的形貌测试结果表明,Gd2O3∶RE3+(RE:Eu,Tb)纳米棒有约为20～60nm直径和200～500nm长度。XRD的结构测试证实,所得到的Gd2O3∶RE3+(RE:Eu,Tb)纳米棒样品均属于立方晶系。光谱测试结果表明,同体相材料相比,Gd2O3∶RE3+(RE:Eu,Tb)纳米棒的Eu3+和Tb3+的特征发光峰出现了宽化现象,样品的纳米表面效应可能是导致其发光峰宽化的主要原因。

掺杂稀土Tb的β-Ga_2O_3纳米纤维的结构及其光致发光研究

采用电纺丝法制备了铽(Tb)掺杂的氧化镓(Ga2O3)纳米纤维,并用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和光致发光谱(PL)对其进行了一系列的表征。结果表明,900℃退火的纳米纤维尺寸约为100nm,晶体结构是β相的Ga2O3,Tb离子5D4-7F5跃迁对应的550nm绿光发射最强。在稀土掺杂的纳米纤维的光致发光谱中没有发现β-Ga2O3缺陷能级的发光,用能量传递理论解释了这一现象。

ZrO_2:Tb^(3+)纳米晶的制备与发光研究

本文用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2∶Tb3+荧光粉,并对它的晶体结构、颗粒大小和光致发光性质进行了表征。XRD测试结果表明:以此工艺制备的纳米晶ZrO2:Tb3+含有单斜相和四方相两种微观结构,四方相所占比例随着Tb3+离子浓度的提高而提高,Tb3+离子的掺入有稳定ZrO2四方晶相的作用。纳米晶ZrO2∶Tb3+粉体中Tb3+的强室温特征发射的两个主发射带为5D3→7FJ和5D4→7FJ的跃迁。荧光强度与Tb3+浓度的关系研究表明:5D3和5D4能级有不同的猝灭规律,由于(5D3,7F6)→(5D4,7F0)的交叉弛豫,使得5D3→7F5跃迁的猝灭浓度较低,在我们的实验中,掺1.5%摩尔分数Tb3+时5D3→7FJ跃迁发射最强,掺6%摩尔分数Tb3+时5D4→7FJ跃迁发射最强。