纳米ZnGa 2 O 4 的调控制备与荧光性能研究
发布时间：2021-01-13 20:01
ZnGa2O4,属于三元尖晶石材料的一种,也是一种新型的n型宽带隙半导体材料,由于其优异的热稳定性和化学稳定性以及宽带隙（4.4?4.7 eV）,该化合物在发光二极管、光电探测器、光催化、平板显示和生物光学成像、太阳能电池等许多领域的应用均受到了广泛的关注。本论文主要以硝酸镓为镓源、醋酸锌和氧化锌为锌源,分别采用一步水热法和两步处理法制备出了不同形貌和荧光性能的纳米ZnGa2O4,然后通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线粉末衍射仪（XRD）、荧光分光光度仪、傅里叶红外光谱仪（IR）、X射线能谱仪（EDS）和热重-差示分析仪（TG-DSC）等对制得样品的形貌、纯度、组成、结构及性能进行了一系列表征。具体的研究内容及表征分析结果如下:（1）通过单因素变量系统地探讨了以硝酸镓和醋酸锌为原料一锅水热合成纳米ZnGa2O4过程中改变碱的种类时反应参数对制得产物的形貌、纯度及性能的影响规律,从而优化实验条件,制得到了荧光性能良好的纯纳米ZnGa2...
【文章来源】：湖南科技大学湖南省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
稀有金属的分类图
有的比例将会大幅度的提高，这会使得纳米材料拥有吸附性、光吸收性及熔点不稳定等特性。因此，由于纳米材料具有的特殊性能，常将其应用于光电器件、检测传感器、涂料开发改善、纺织工业、环境修复、医疗、机械工业等领域[3-7]。稀有金属(raremetals)，它指的是在自然界中储存量和分布范围稀少，难以从原料中提取，且在过去极少被人们提到和应用的一类元素的总称，其最早是在19世纪时被人们所提到，直到20世纪20年代才在该基础上被定名为“稀有金属”[8]。分类上，其按照存在状态、物理化学性质及生产工艺等一般可分为五类，图1是稀有金属的具体分类图1.1稀有金属的分类图Fig.1.1Theclassificationmapofraremetals稀有金属稀有分散金属例：镓、铟、锗以及硒、碲等稀有放射性金属例：钫、镭、钋、锕、钍、铀等稀有轻金属例：锂、铷、铯、铍稀有稀土金属例：钪、钇及镧系元素等稀有难熔金属例：钛、锆、钼、钨等
-3-它又是一种新型n型宽带隙半导体发光材料，由于其与传统的硫化物荧光粉相比较，具有良好的热稳定性[18]、化学稳定性[19]、机械稳定性以及优异的阴极发光和光致发光等性能，因此在很多领域均得到广泛的应用。图1.2尖晶石的晶胞结构Fig.1.2Thecellstructureofspinel自1978年NITTAKOJI等人在专利中首次提到荧光物质ZnGa2O4:Mn以来，纳米ZnGa2O4一直备受世界研究者的青睐，并引起了大家极大的兴趣。通常，ZnGa2O4在紫外光和低能量电子激发下，由于自我敏化作用能发出很纯的蓝光，K.Somasundaram等人[16]总结前人结论认为这种发射的起源主要是ZnGa2O4晶格中与GaGa6结构单元相对应的自激活中心，然后又通过实验首次从铕掺杂的ZnGa2O4粉末样品中观察到蓝色电致发光，并研究推测其产生蓝色发射的原因为在八面体晶格中Zn2+配位点存在Eu2+。但当掺入不同的发光金属元素（如：过渡金属和镧系元素）时，则可发出各种颜色的色光[20]，而且其本身的性能也会发生变化，例如掺入Mn2+[21]和Tb3+[22]会产生绿光发射、Cr3+会产生红光发射[23]、Dy3+会产生白光发射[24]等，当将Bi3+/Eu3+进行共掺杂时，则会产生持续发光，该特点可以应用于大型仪器的光学设备和生物体成像技术中。ZnGa2O4除了是一种具有潜力的发光材料，同时还是对还原性气体有高灵敏度的气敏材料，而且其也可以被用做光催化剂，并在光催化降解有机燃料污染物、水、无机污染物或还原气体分子等方面表现出优秀的光催化性能。1.2ZnGa2O4的制备及形貌调控不同的形成过程可能都会产生具有独特形貌，尺寸分布和微观结构特征的相应产
【参考文献】：
期刊论文
[1]对纳米材料应用与发展的探究[J]. 王馨悦. 当代化工研究. 2018(12)
[2]平板显示技术比较及研究进展[J]. 李继军,聂晓梦,李根生,王安祥,张伟光,郎风超,杨连祥. 中国光学. 2018(05)
[3]纳米材料概述[J]. 张朔辰. 云南化工. 2017(09)
[4]长余辉材料的发光机理及结构特点[J]. 徐知雨. 当代化工研究. 2017(08)
[5]基于长余辉发光材料的消防安全标志技术[J]. 邢玉凯. 山西建筑. 2017(22)
[6]Dy,Cr共掺杂ZnGa2O4长余辉纳米粒子的制备及发光性能研究[J]. 阿不都卡德尔·阿不都克尤木,艾力江·吐尔地,热娜古丽·阿不都热合曼,马木提江·吐尔逊,努尔比亚·努尔买提. 无机材料学报. 2016(12)
[7]有机坡缕石黏土对活性染料的吸附性能[J]. 郝艳玲,刘昌宁,张羽. 岩石矿物学杂志. 2015(02)
[8]Co掺杂ZnGa2O4的制备及其光催化性能[J]. 袁文辉,刘晓霞,李莉. 功能材料. 2014(19)
[9]白光LED用铽铕共掺镓酸锌微晶玻璃的制备、结构与发光性能研究[J]. 李巍,陈文哲,郑婵. 人工晶体学报. 2014(08)
[10]长余辉发光材料的研究进展[J]. 李松坤,王小平,王丽军,井龙伟,潘秀芳,王金烨,孙义清,孙洪涛,王子风,曹双迎. 材料导报. 2014(05)
博士论文
[1]基于水热合成纳米氧化镓及镓酸锌的形貌与性能研究[D]. 全玉.中南大学 2010
本文编号：2975479
【文章来源】：湖南科技大学湖南省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
稀有金属的分类图
有的比例将会大幅度的提高，这会使得纳米材料拥有吸附性、光吸收性及熔点不稳定等特性。因此，由于纳米材料具有的特殊性能，常将其应用于光电器件、检测传感器、涂料开发改善、纺织工业、环境修复、医疗、机械工业等领域[3-7]。稀有金属(raremetals)，它指的是在自然界中储存量和分布范围稀少，难以从原料中提取，且在过去极少被人们提到和应用的一类元素的总称，其最早是在19世纪时被人们所提到，直到20世纪20年代才在该基础上被定名为“稀有金属”[8]。分类上，其按照存在状态、物理化学性质及生产工艺等一般可分为五类，图1是稀有金属的具体分类图1.1稀有金属的分类图Fig.1.1Theclassificationmapofraremetals稀有金属稀有分散金属例：镓、铟、锗以及硒、碲等稀有放射性金属例：钫、镭、钋、锕、钍、铀等稀有轻金属例：锂、铷、铯、铍稀有稀土金属例：钪、钇及镧系元素等稀有难熔金属例：钛、锆、钼、钨等
-3-它又是一种新型n型宽带隙半导体发光材料，由于其与传统的硫化物荧光粉相比较，具有良好的热稳定性[18]、化学稳定性[19]、机械稳定性以及优异的阴极发光和光致发光等性能，因此在很多领域均得到广泛的应用。图1.2尖晶石的晶胞结构Fig.1.2Thecellstructureofspinel自1978年NITTAKOJI等人在专利中首次提到荧光物质ZnGa2O4:Mn以来，纳米ZnGa2O4一直备受世界研究者的青睐，并引起了大家极大的兴趣。通常，ZnGa2O4在紫外光和低能量电子激发下，由于自我敏化作用能发出很纯的蓝光，K.Somasundaram等人[16]总结前人结论认为这种发射的起源主要是ZnGa2O4晶格中与GaGa6结构单元相对应的自激活中心，然后又通过实验首次从铕掺杂的ZnGa2O4粉末样品中观察到蓝色电致发光，并研究推测其产生蓝色发射的原因为在八面体晶格中Zn2+配位点存在Eu2+。但当掺入不同的发光金属元素（如：过渡金属和镧系元素）时，则可发出各种颜色的色光[20]，而且其本身的性能也会发生变化，例如掺入Mn2+[21]和Tb3+[22]会产生绿光发射、Cr3+会产生红光发射[23]、Dy3+会产生白光发射[24]等，当将Bi3+/Eu3+进行共掺杂时，则会产生持续发光，该特点可以应用于大型仪器的光学设备和生物体成像技术中。ZnGa2O4除了是一种具有潜力的发光材料，同时还是对还原性气体有高灵敏度的气敏材料，而且其也可以被用做光催化剂，并在光催化降解有机燃料污染物、水、无机污染物或还原气体分子等方面表现出优秀的光催化性能。1.2ZnGa2O4的制备及形貌调控不同的形成过程可能都会产生具有独特形貌，尺寸分布和微观结构特征的相应产
【参考文献】：
期刊论文
[1]对纳米材料应用与发展的探究[J]. 王馨悦. 当代化工研究. 2018(12)
[2]平板显示技术比较及研究进展[J]. 李继军,聂晓梦,李根生,王安祥,张伟光,郎风超,杨连祥. 中国光学. 2018(05)
[3]纳米材料概述[J]. 张朔辰. 云南化工. 2017(09)
[4]长余辉材料的发光机理及结构特点[J]. 徐知雨. 当代化工研究. 2017(08)
[5]基于长余辉发光材料的消防安全标志技术[J]. 邢玉凯. 山西建筑. 2017(22)
[6]Dy,Cr共掺杂ZnGa2O4长余辉纳米粒子的制备及发光性能研究[J]. 阿不都卡德尔·阿不都克尤木,艾力江·吐尔地,热娜古丽·阿不都热合曼,马木提江·吐尔逊,努尔比亚·努尔买提. 无机材料学报. 2016(12)
[7]有机坡缕石黏土对活性染料的吸附性能[J]. 郝艳玲,刘昌宁,张羽. 岩石矿物学杂志. 2015(02)
[8]Co掺杂ZnGa2O4的制备及其光催化性能[J]. 袁文辉,刘晓霞,李莉. 功能材料. 2014(19)
[9]白光LED用铽铕共掺镓酸锌微晶玻璃的制备、结构与发光性能研究[J]. 李巍,陈文哲,郑婵. 人工晶体学报. 2014(08)
[10]长余辉发光材料的研究进展[J]. 李松坤,王小平,王丽军,井龙伟,潘秀芳,王金烨,孙义清,孙洪涛,王子风,曹双迎. 材料导报. 2014(05)
博士论文
[1]基于水热合成纳米氧化镓及镓酸锌的形貌与性能研究[D]. 全玉.中南大学 2010
本文编号：2975479
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