光功能稀土纳米结构材料的构筑与表征

发布时间：2018-04-14 03:24

本文选题：静电纺丝 + 纳米材料　；参考：《长春理工大学》2015年博士论文

【摘要】：光功能纳米材料是近年来功能材料领域中的前沿热点之一。稀土发光纳米材料具有卓越的光学特性,如荧光寿命较长、光谱线宽较窄、荧光发射波长可调节等,使其在荧光生物标记、荧光显示、照明材料和荧光检测等方面有潜在的应用前景。其中,一维稀土发光纳米材料比零维纳米颗粒具有较少的表面缺陷以及不易团聚等优点,受到了研究者们的广泛关注。光催化材料是基于光-化学转换来降解有机污染物的功能材料。由于纳米光催化材料的高比表面积和高表面活性,其光催化性能相对于块体材料会大大提高。多功能纳米材料因其具有高度集成的不同功能,引起了广大科学工作者的关注和研究。将一维稀土发光纳米材料与其它功能材料相复合,制备出如磁性-发光、发光-光催化等双功能或多功能纳米材料,可以满足单一功能材料无法实现的应用需求,是未来光电子器件的研究重点之一。本论文采用静电纺丝和电喷离子化技术,制备了具有光致发光特性的稀土离子掺杂的BaY2F8和卤氧化物一维纳米结构材料,以及具有光催化特性的不同形貌的CeO2纳米结构,并合成出发光-光催化和磁性-发光两种双功能一维纳米结构材料。对所制备的样品进行了系统地表征,获得了一些有意义的研究结果,为进一步研究纳米材料奠定了一定的基础。1.采用静电纺丝结合双坩埚氟化技术,成功地合成了单斜晶系的BaY2F8:RE3+(RE=Eu,Tb)纳米纤维,尺寸均一,直径为110-130 nm,具有较强的荧光强度。2.采用静电纺丝结合双坩埚氯化技术,制备了LaOCl:Er3+上转换发光纳米纤维和纳米带。所得到的产物均为四方晶系,空间群为P4/nmm。LaOCl:Er3+纳米纤维的直径为161.15±18.11 nm;LaOCl:Er3+纳米带的宽度和厚度分别为6.11±0.19μm和116 nm。通过改变Er 3+离子的掺杂量,可以实现光强和光色的可调性。3.采用静电纺丝结合双坩埚溴化技术,制备了四方相的LaOBr:Eu3+下转换发光纳米纤维,其直径约150 nm。在302 nm紫外光激发下,样品的最强发射峰位于620 nm处,为红光发射。4.采用电喷离子化技术可控地制备了三种不同形貌的CeO2微米球状材料,包括CeO2微米实心球、微米罐和微米多孔球。并采用静电纺丝技术制备了CeO2纳米带。结果发现,光催化性能不仅与光催化剂的比表面积有关,还与其形貌直接相关。5.通过设计特殊的三轴并行喷丝头,使用静电纺丝技术成功地构筑了同时具有上转换发光和光催化性质的Ti O2/SiO2/Y2O3:Yb3+,Er3+三轴并行纳米纤维束。所得到的产物是由一根TiO2纳米纤维、一根SiO2纳米纤维和一根Y2O3:Yb3+,Er3+纳米纤维肩并肩并行排列构成。该产品同时具有良好的上转换发光特性和光催化特性。6.采用一步同轴静电纺丝法直接获得了Fe3O4/Eu(BA)3phen/PVP磁-光双功能空心纳米纤维。在纺丝过程中,只需在外层针管中加入纺丝液,而内层针管中不加任何溶液,通过调控外管中纺丝液的溶剂组成,可以实现一步制备空心结构纳米纤维。所合成的磁-光双功能空心纳米纤维具有明显的空心结构,且同时具备磁性和发光性质。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB383.1

【相似文献】