稀土纳米粒子Gd_2O_3:Tb^(3+)的制备及尺寸研究

利用化学多元醇法合成Gd2O3:Tb3+纳米粒子,通过对NaOH的加入速率的控制,能将纳米粒子的直径从1-2 nm能增大到4nm。利用透射电子显微镜,紫外分光光度计对Gd2O3:Tb3+纳米粒子的形貌和尺寸、发光进行表征分析。结果表明:分多次加入NaOH比一次性加入NaOH能获得更大尺寸的Gd2O3:Tb3+纳米粒子。

(Y，Gd)_2O_3：Eu^(3+)纳米粒子制备及光谱特性

用湿化学共沉淀法制备了(Y,Gd)_2O_3:Eu^(3+)纳米粒子.用XRD,TEM,SEM及差示/热重分析(DSC/TG)手段对粉体进行了表征.用荧光光度计分析了样品的激发光谱和发射光谱.结果表明:在煅烧温度为800℃保温2h时,合成出近似球形、粒径均匀且分散性好的(Y,Gd)_2O_3:Eu^(3+)纳米粒子,一次颗粒尺寸约为20 nm.样品在波长为612.0 nm监控光下激发,出现235和250 nm两个激发峰,分别为(Y,Gd)_2O_3基质吸收和Eu^(3+)迁移态(CTS)吸收造成的.两个波长激发下的发射光谱峰强度前者高于后者.当掺杂Eu^(3+)的摩尔浓度为3%时,发射光谱对应~5D_0→~7F_2能级跃迁的相对峰强度最大,当Eu^(3+)掺杂的摩尔浓度为7%时,相对峰强度反而降低,这是由于Eu^(3+)的浓度猝灭造成的.

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.

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。

微乳液法制备(Y,Gd)2O3：Eu^3＋纳米粒子及光谱特性

采用反相微乳液法制备(Y,Gd)2O3:Eu3+纳米粉体。通过XRD、TG/DSC、SEM、TEM、PL等手段分别对样品的晶化过程、晶粒尺寸、粉体形貌以及发光性能进行分析。结果表明:晶粒尺寸随着晶化温度提高而增加,样品在800℃晶化完全。当乳液浓度为0.37mol/L时所得粉体颗粒呈近似球形,一次粒径尺寸约20nm。样品在612nm监控光下得到的激发光谱是宽带谱,对应着Eu3+-O2-的电荷迁移带跃迁。发射光谱的特征峰位于612nm处,是由于Eu3+离子的5D0-7F2跃迁造成的。当Eu的原子分数大于10%时发生浓度猝灭,导致特征峰强度降低。

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。

尿素均相沉淀法制备菱形Gd_2O_3:Eu^(3+)纳米荧光粒子

以尿素为沉淀剂,稀土氯化物为原料,采用均相沉淀法制备Eu^(3+)掺杂的Gd_2O(CO_3)_2·H_2O纳米粒子,经过煅烧后得到Gd_2O_3:Eu^(3+)纳米荧光粉。利用扫描电镜(SEM)对纳米粒子的形貌和粒径进行表征,采用X-射线粉末衍射(XRD)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)等对纳米粒子的成分进行分析,研究了回流时间对纳米粒子的形貌和粒径的影响。结果表明:在回流结晶的过程中无定形的球形Gd_2O(CO_3)_2·H_2O纳米粒子逐步转化为菱形Gd_2O(CO_3)_2·H_2O纳米晶,煅烧后转化为立方相的Gd_2O_3:Eu^(3+),且在煅烧过程中它们的氧化物继承其碳酸盐前驱体的形貌。荧光测试表明,该菱形Gd_2O_3:Eu^(3+)纳米荧光粒子在253 nm紫外光激发下,其发射主峰位于611 nm,表现出强烈的红光。

固相法制备α-Fe_2O_3纳米粒子

用固相反应法合成了纳米α－Ｆｅ２Ｏ３粒子。采用ＸＲＤ、ＴＥＭ、Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ对合成样品进行表征，结果表明此方法合成的粒子为α－Ｆｅ２Ｏ３．其粒子呈花生型，粒子直径为２０～４０ｎｍ左右．

强磁性纳米Fe_3O_4/SiO_2复合粒子的制备及其性能研究

本文采用液相沉积法制备出了满足免疫磁珠用磁核的粒径和磁性要求的纳米Fe3O4/SiO2复合粒子。考察了不同的制备条件对复合粒子的粒径和磁性能的影响,并借助不同的分析测试手段对复合粒子的性能进行表征。结果表明:该复合粒子的最佳制备条件为正硅酸乙酯(TEOS)的浓度为0.6mol·L-1,Fe3O4/TEOS物质的量的比为5∶1,反应温度为50°C,搅拌速度为800rpm;在此实验条件下制得的复合粒子的平均粒径在20nm左右,呈球形且分散较均匀,比饱和磁化强度为60.5emu·g-1。

纳米Al_2O_3粒子增强化学镀Ni-P复合镀层的组织结构

通过化学复合镀制备纳米Al2O3粒子增强Ni-P复合镀层,并对所得纳米复合材料的组织结构进行了深入研究.场发射扫描电镜分析(FESEM)和透射电镜分析(TEM)结果表明,纳米粒子在复合镀层中含量较高且分布均匀;X射线衍射分析(XRD)和差示扫描量热分析(DSC)结果表明,粒子没有改变复合镀层镀态结构(非晶态),但使得复合镀层晶化温度降低.根据等速升温和等温的DSC曲线对化学复合镀层的晶化过程做了动力学分析,晶化表观活化能和Avrami指数均有降低.在230°C热处理24h后,化学复合镀层发生晶化析出Ni3P,而同样条件下的Ni-P合金保持非晶态.复合镀层显微硬度值比化学镀Ni-P镀层明显提高,热处理后镀层晶化硬度值大幅提高,400°C热处理1h后达到最高值(HV50超过1150).

Li^+,Zn^(2+)共掺杂对Gd_2O_3:Eu^(3+)纳米粉结构和发光性能的影响

采用燃烧法制备出Li+,Zn2+掺杂的Gd2O3∶Eu3+纳米荧光粉,研究了掺杂离子对Gd2O3∶Eu3+的结晶性能、晶粒形貌和光致发光特性的影响。以X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、发射光谱和衰减时间谱等手段表征材料性能。结果表明,Li+,Zn2+掺杂可显著提高Gd2O3∶Eu3+纳米粉在611 nm处的发光强度,最大可达到未掺杂时的2.5倍。发光增强的主要原因可归结为3个方面:(1)使晶粒由单斜相向更利于发光的立方相转变;(2)氧空位的敏化剂作用;(3)掺杂离子的助熔剂效应,使晶粒的结晶性能提高、粒径增大,从而降低表面态引起的发光猝灭。

纳米晶Gd_2O_3∶Eu^(3+)的制备及发光性能

采用低温燃烧合成法制备了Gd2O3∶Eu3+纳米晶。用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和荧光光谱仪分别对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。结果表明,改变甘氨酸与稀土离子的比例(G/M)、退火温度可以制备出不同结构和晶粒尺寸的Gd2O3∶Eu3+纳米晶。在退火温度为800℃,G/M等于0.83和1.0时,均得到了纯立方相的Gd2O3∶Eu3+纳米晶,随着G/M的增加,Gd2O3∶Eu3+从立方相逐渐向单斜相转变。粉末的晶粒尺寸随着退火温度的增高而增大,晶粒尺寸在10~30 nm之间。立方相的Gd2O3∶Eu3+纳米晶主发射峰位置在612 nm(5D0→7F2跃迁),激发光谱中电荷迁移态发生了红移。

液相沉积法制备磁性纳米Fe_3O_4/SiO_2复合粒子

采用液相沉积法在磁性Fe3O4纳米粒子的表面包覆了一层SiO2膜,制备磁性较强的纳米Fe3O4/SiO2复合粒子,采用IR、XPS、XRD、TEM、VSM等方法对复合粒子的性能进行了表征。结果表明:复合粒子的较佳制备条件为正硅酸乙酯(TEOS)的浓度为0.6mol/L,Fe3O4与TEOS物质的数量比为5:1,反应温度为50℃,搅拌速度为800r/min;在此条件下制得的复合粒子的粒径在20nm左右,比饱和磁化强度为60.5emu/g,呈球形且分散均匀。

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。

Gd_2O_3:Eu^(3+)纳米棒的制备与发光性能

在表面活性剂辅助的水热条件下合成出尺寸均一的Gd2O3∶Eu3+纳米棒,对其结构和荧光性质进行了表征,并对其生长机理进行了初步讨论.XRD结果表明,水热前驱体样品为六方晶相的Gd(OH)3,经过灼烧之后样品为立方相的Gd2O3.TEM照片表明,所得样品为直径60nm、长度约600nm的纳米棒.荧光光谱表明,在波长为254nm的紫外光激发下,Gd2O3∶Eu3+纳米棒产生了不同于前驱体的特征红光发射,对应于Eu3+的5D0-7F2跃迁,表明Gd2O3是红色发光材料的良好基质.

超临界流体干燥法制备TiO_2/Fe_2O_3和TiO_2/Fe_2O_3/SiO_2复合纳米粒子及光催化性能

以TiCl4、Fe(NO3)3·9H2O和Na2SiO3 9H2O为原料,采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD)制备了纳米级TiO2/Fe2O3和TiO2/Fe2O3/SiO2复合光催化剂。以光催化降解苯酚对所得催化剂的催化活性进行了评价。结果表明,纳米TiO2/Fe2O3复合粒子与单组分TiO2比较,复合粒子光催化活性高于单组分的TiO2,6h苯酚降解率高达95 9%。SiO2的加入可以抑制纳米粒子粒径的长大和晶相的转变,增强TiO2纳米粒子的热稳定性。复合光催化剂中Fe2O3最佳掺入量为0 06%,SiO2最佳掺入量为10%(摩尔分数)。并用XRD、TEM和FTIR等手段进行了表征。TiO2以锐钛矿型形式存在,SiO2以无定性形式存在。比较了不同制备方法制得的TiO2/Fe2O3复合光催化剂,得出超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小、比表面积大、分散性好、光催化活性高等特点。采用超临界流体干燥可直接得锐钛型纳米复合光催化剂。

Fe_3O_4@SiO_2磁性纳米粒子的制备及表征

用多元醇还原法制备出平均粒径为6.0nm的Fe3O4磁性纳米粒子,并用盐酸溶液(1mol/L)对其进行酸化处理,然后利用反相微乳液法,在OP-10/正丁醇/环己烷/浓氨水反相微乳体系中制备出Fe3O4@SiO2磁性纳米复合粒子.利用X射线衍射(XRD)仪,透射电子显微镜(TEM),傅立叶-红外光谱仪(FT-IR)和振动样品磁强计(VSM)对复合粒子进行表征.结果表明:SiO2成功包覆在Fe3O4磁性纳米粒子表面,制得的复合粒子平均粒径为25.0nm,呈球形且分散均匀,包覆后饱和磁化强度有所下降,但矫顽力仍趋近于零,显示超顺磁性.

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。