菱形二氧化铈的水热合成及发光机理研究
发布时间：2022-01-23 20:37
采用水热法合成了菱形二氧化铈（CeO2）发光材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外可见分光光度计（UV-Vis）、选区电子衍射（SAED）和荧光分光光度计（PL）研究了制备样品的晶体结构、形貌、电荷态、结晶度、光学和发光性质。XRD及XPS分析发现,二氧化铈发光材料存在大量吸附氧,氧空位浓度为1.723 7×1020cm-3。光学性质分析表明,二氧化铈发光材料在400 nm以下具有强的光吸收能力,其光学带隙（Eg）值为3.19 eV。荧光光谱分析显示,在202 nm波长的光激发下,能获得460、470、540、580 nm荧光发射峰,其色度坐标值为（0.188,0.243）。基于实验结果和理论分析,提出了相应的发光机理。
【文章来源】：无机盐工业. 2020,52(06)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
水热法合成CeO2的XRD谱图
基于MDI Jade 6软件结构精修和理论计算的结果，利用Materials Studio 4.0软件可获得CeO2晶体结构图。CeO2是一种具有萤石结构的立方相晶体，该结构的晶体主要由面心立方晶胞的阳离子和占据八面体空间的阴离子组成，见图2。从图2看出，每个Ce离子与O离子的8个最近邻位置配位，每个O离子与最近的4个Ce离子配位。2.2 表面形貌和电子衍射分析
图3为水热法合成CeO2的SEM照片。从图3看出，该样品主要由菱形的大颗粒和一些晶粒尚未长大的小颗粒组成。大的菱形颗粒的直径超过200 nm，这一结果与XRD计算的结果有所不同。尽管如此，却与XRD获得的结果不矛盾。其一，XRD计算的是晶粒，而SEM观察到的是颗粒，而颗粒是由许多小晶粒组成；其二，在采用谢乐公式对晶粒进行计算的过程中，是将所获得样品近似为球形颗粒计算的，故结果出现较大偏差。由于结晶度会对CeO2衍射峰半峰宽产生影响，因此通过选区电子衍射（SAED）检验了CeO2结晶度。图4为水热法合成CeO2的SAED图。从图4看出，电子衍射图包含5个明显的衍射环。经Digita Micrograph软件作图可知，晶面间距为0.311 99、0.270 49、0.192 01、0.162 98、0.119 99、0.103 98 nm，对应的晶面指数分别为（111)(200)(220)(311)(420)(511）。经分析表明，采用水热法合成的CeO2具有较好的结晶度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水热法制备CeO2纳米棒及其光学性质研究[J]. 王雷妮,李杰. 人工晶体学报. 2015(01)
[2]CeO2纳米薄膜的厚度和光学性质[J]. 陈军,蒙大桥,张桂凯,林斯勤,陈秋云. 稀有金属. 2014(01)
[3]溶剂热合成片状介孔CeO2及光致发光性能[J]. 吕仁江,侯学功,李英杰,邓磊,丁会敏,丁爽. 化学研究与应用. 2012(07)
[4]阳极氧化铝模板合成介孔CeO2纳米纤维及其光致发光性能[J]. 吕仁江,侯学功,李英杰,邓磊,丁会敏,丁爽. 应用化学. 2012(06)
[5]CeO2纳米管的水热合成、表征及性能研究[J]. 赵晓兵,游静,陆晓旺,陈志刚. 无机材料学报. 2011(02)
[6]蛋清蛋白辅助水热法制备CeO2纳米棒及其发光性能[J]. 邹云玲,李酽,刘秀琳,栗建钢. 化学研究与应用. 2010(03)
[7]纳米CeO2粉体发光性能的研究[J]. 邹云玲,李酽,郭英,刘秀林,才华,栗建钢. 辽宁师范大学学报(自然科学版). 2009(02)
[8]纳米CeO2粉体的制备及其发光性能研究[J]. 邹云玲,李酽,栗建钢. 中国民航大学学报. 2009(03)
[9]纳米氧化铈的制备及其反相微乳液的稳定条件[J]. 刘金彦,张运动,刘云颖. 无机盐工业. 2008(07)
[10]纳米氧化铈的制备及其催化性能[J]. 鞠文鹏,陈楠,王林江,郭子峰. 无机盐工业. 2007(10)
本文编号：3605109
【文章来源】：无机盐工业. 2020,52(06)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
水热法合成CeO2的XRD谱图
基于MDI Jade 6软件结构精修和理论计算的结果，利用Materials Studio 4.0软件可获得CeO2晶体结构图。CeO2是一种具有萤石结构的立方相晶体，该结构的晶体主要由面心立方晶胞的阳离子和占据八面体空间的阴离子组成，见图2。从图2看出，每个Ce离子与O离子的8个最近邻位置配位，每个O离子与最近的4个Ce离子配位。2.2 表面形貌和电子衍射分析
图3为水热法合成CeO2的SEM照片。从图3看出，该样品主要由菱形的大颗粒和一些晶粒尚未长大的小颗粒组成。大的菱形颗粒的直径超过200 nm，这一结果与XRD计算的结果有所不同。尽管如此，却与XRD获得的结果不矛盾。其一，XRD计算的是晶粒，而SEM观察到的是颗粒，而颗粒是由许多小晶粒组成；其二，在采用谢乐公式对晶粒进行计算的过程中，是将所获得样品近似为球形颗粒计算的，故结果出现较大偏差。由于结晶度会对CeO2衍射峰半峰宽产生影响，因此通过选区电子衍射（SAED）检验了CeO2结晶度。图4为水热法合成CeO2的SAED图。从图4看出，电子衍射图包含5个明显的衍射环。经Digita Micrograph软件作图可知，晶面间距为0.311 99、0.270 49、0.192 01、0.162 98、0.119 99、0.103 98 nm，对应的晶面指数分别为（111)(200)(220)(311)(420)(511）。经分析表明，采用水热法合成的CeO2具有较好的结晶度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]水热法制备CeO2纳米棒及其光学性质研究[J]. 王雷妮,李杰. 人工晶体学报. 2015(01)
[2]CeO2纳米薄膜的厚度和光学性质[J]. 陈军,蒙大桥,张桂凯,林斯勤,陈秋云. 稀有金属. 2014(01)
[3]溶剂热合成片状介孔CeO2及光致发光性能[J]. 吕仁江,侯学功,李英杰,邓磊,丁会敏,丁爽. 化学研究与应用. 2012(07)
[4]阳极氧化铝模板合成介孔CeO2纳米纤维及其光致发光性能[J]. 吕仁江,侯学功,李英杰,邓磊,丁会敏,丁爽. 应用化学. 2012(06)
[5]CeO2纳米管的水热合成、表征及性能研究[J]. 赵晓兵,游静,陆晓旺,陈志刚. 无机材料学报. 2011(02)
[6]蛋清蛋白辅助水热法制备CeO2纳米棒及其发光性能[J]. 邹云玲,李酽,刘秀琳,栗建钢. 化学研究与应用. 2010(03)
[7]纳米CeO2粉体发光性能的研究[J]. 邹云玲,李酽,郭英,刘秀林,才华,栗建钢. 辽宁师范大学学报(自然科学版). 2009(02)
[8]纳米CeO2粉体的制备及其发光性能研究[J]. 邹云玲,李酽,栗建钢. 中国民航大学学报. 2009(03)
[9]纳米氧化铈的制备及其反相微乳液的稳定条件[J]. 刘金彦,张运动,刘云颖. 无机盐工业. 2008(07)
[10]纳米氧化铈的制备及其催化性能[J]. 鞠文鹏,陈楠,王林江,郭子峰. 无机盐工业. 2007(10)
本文编号：3605109
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