稀土掺杂下转换材料的制备与性能研究

发布时间：2018-04-22 12:48

  本文选题：稀土掺杂 + 下转换材料　； 参考：《沈阳理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：稀土元素具有优异的光学性能,通过稀土掺杂实现光谱转换的技术在LED照明、荧光成像、转光农膜等方面都已经有了比较完善的研究和系统的应用。本研究选择六水硝酸钕(Nd(NO_3)_3·6H_2O)和六次甲基四胺(C_6H_(12)N_4)为原材料,基于正交试验设计方法,制备稀土掺杂下转换材料。利用化学滴定法进行成分推断,运用傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪和热重-差热联用分析仪对该下转换材料进行表征与分析,旨在实现Ba(NO_3)_2/Mg/虫胶/稀土掺杂下转换材料烟火药的燃烧光谱由可见向近红外区域的转移。结果表明,稀土掺杂下转换材料的最佳制备工艺为:30℃水浴条件下,六水硝酸钕与六次甲基四胺按1:2物质的量比投料,反应时间80min,搅拌速度260r/min,产率达75.54%。基于化学分析结果、电荷守恒定律和质量守恒定律,推出稀土掺杂下转换材料中Nd3+、六次甲基四胺、硝酸根、氢氧根和水分子的百分含量分别为22.33%、42.64%、19.04%、2.71%和13.27%,其物质的量之比约为1:2:2:1:5,得出稀土掺杂下转换材料的化学式可能为:Nd(C_6H_(12)N_4)_2·(NO_3~-)_2·(OH~-)·5H_2O。傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪和热重-差热联用分析仪的测试结果进一步证明合成的物质为Nd(C_6H_(12)N_4)2·(NO_3~-)_2·(OH~-)·5H~2O,而不是六水硝酸钕与六次甲基四胺的简单混合物。对不同配方不同氧平衡的烟火药350nm~1050nm燃烧辐射强度测试表明,0氧平衡下,Ba(NO_3)_2/Mg/虫胶/10%稀土掺杂下转换材料烟火药较Ba(NO_3)_2/Mg/虫胶烟火药在760nm~1050nm波段内辐射能量提高最多为71.82%。对0氧平衡,稀土掺杂下转换材料分别为5%、10%、15%的烟火药在500nm~900nm的燃烧光谱测试表明,Ba(NO_3)_2/Mg/虫胶/10%稀土掺杂下转换材料烟火药在760nm~900nm内辐射能量占总辐射能量百分比较Ba(NO_3)_2/Mg/虫胶烟火药在760nm~900nm内辐射能量占总辐射能量百分比高14.35%。
[Abstract]:Rare earth elements have excellent optical properties. The technology of spectrum conversion by rare earth doping has been studied and systematically applied in LED illumination, fluorescence imaging, optical conversion and so on. In this study, NdnO _ 3 and C _ 6H _ 2O) were selected as raw materials to prepare rare-earth doped down-conversion materials based on orthogonal design method. The chemical titration method was used to infer the composition. The material was characterized and analyzed by Fourier transform infrared spectrometer (FTIR) and thermogravimetric coupled thermogravimetry (TG-DTA). The aim of this paper is to transfer the combustion spectrum of Ba(NO_3)_2/Mg/ shellac / rare-earth doped pyrotechnic powder from visible to near infrared region. The results show that the optimum preparation process of rare earth doped downconversion material is: 1: 30 鈩，

本文编号：1787283