L型沸石中稀土离子发光增强研究

发布时间：2017-03-30 00:23

  本文关键词：L型沸石中稀土离子发光增强研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：L型沸石具有一维平行纳米孔道,形貌和颗粒可调,且骨架振动频率低,可以作为发光分子理想的主体材料,稀土离子具有独特的电子层结构和物理化学性质,使得稀土掺杂的L型沸石可见及近红外发光材料受到人们的广泛关注。然而通过离子交换单纯的稀土离子功能化的L型沸石,得到的材料的发光强度很弱。如何提高L型沸石中稀土离子的的发光强度成为本课题研究的重点。通过“瓶中造船”法将稀土离子与摩尔吸光系数大的基团进行配位装载到沸石孔道,可以提高稀土离子的发光强度,但外界环境中的水分子容易对孔道内稀土离子的发光形成淬灭,反应需在真空密闭环境中进行,条件苛刻。带有硅氧烷基团的有机物分子较大,可以堵住沸石孔道进而阻碍沸石孔道外环境中的水分子对稀土的-OH淬灭。本文用大分子的Terpy-Si对(Eu3+,Tb3+)掺杂的L型沸石进行表面有机改性,通过“天线效应”不仅成功敏化了Eu3+、Tb3+,而且阻止了H2O或-OH对稀土离子发光的淬灭,提高了L型沸石中稀土离子的发光强度。通过简单地高温焙烧可以提高Yb3+掺杂无机基质材料的近红外发光强度。但单纯Yb3+掺杂无机基质材料的发光强度仍然很弱,使它的实际应用受到限制。Bi3+具有强的电偶极能够实现S2→SP的能级跃迁,是很好的无机敏化剂。L型沸石作为主体材料,不仅具有良好的热稳定性和机械性能,而且稀土离子在其孔道内装载均匀,材料的制备过程简单,相对一般的玻璃无机基质具有很大的优越性。本文用L型沸石作为主体材料,用Bi3+做无机敏化剂,通过简单地焙烧,实现Bi3+到Yb3+有效地能量传递,提高了Yb3+掺杂无机基质材料的近红外发光强度及发光寿命。
【关键词】：L型沸石 稀土 近红外 焙烧 发光
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ424.25
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 专业名词缩写表8-9
• 第一章 绪论9-23
• 1.1 稀土及稀土有机配合物9-13
• 1.1.1 稀土概述9-11
• 1.1.2 稀土有机配合物11-13
• 1.2 稀土掺杂无机基质杂化发光材料的研究13-15
• 1.3 沸石分子筛概述15-19
• 1.3.1 沸石分子筛的简介15-17
• 1.3.2 L型沸石简介17-18
• 1.3.3 L型沸石合成方法18
• 1.3.4 L型沸石表征方法18-19
• 1.4 稀土离子掺杂L型沸石主客体发光材料研究进展19-21
• 1.5 稀土离子掺杂无机近红外发光材料的研究进展21-22
• 1.6 本课题研究内容及创新点22-23
• 第二章 实验部分23-27
• 2.1 实验药品及仪器23-24
• 2.1.1 实验药品及试剂23-24
• 2.1.2 溶剂和试剂的处理24
• 2.1.3 实验仪器24
• 2.2 产物的表征与分析方法24-25
• 2.3 实验中所用溶液的配制25-27
• 2.3.1 Eu Cl_3·6H_2O乙醇溶液的配制及标定25-26
• 2.3.2 0.1 mol/L的TbCl_3·6H_2O乙醇溶液的配制26
• 2.3.3 0.04 mol/L的Bi(NO_3)3·5H_2O硝酸溶液的配制26
• 2.3.4 0.04 mol/L的YbCl_3·6H_2O乙醇溶液的配制26-27
• 第三章 (Eu~(3+),Tb~(3+))掺杂L型沸石的表面有机改性及发光增强研究27-41
• 3.1 前言27
• 3.2 实验部分27-29
• 3.2.1 圆盘 L 型沸石的合成27-28
• 3.2.2 Terpy-Si的合成28-29
• 3.2.3 有机改性L型沸石发光材料的合成29
• 3.3 实验结果与讨论29-40
• 3.3.1 SEM表征29-31
• 3.3.2 XRD表征31-32
• 3.3.3 红外光谱32-33
• 3.3.4 元素分析33-34
• 3.3.5 紫外灯下的数码照片34-35
• 3.3.6 紫外表征35-36
• 3.3.7 荧光光谱分析36-39
• 3.3.8 Terpy-Si表面改性Ln~(3+)/ZLD材料的示意图39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第四章 Yb~(3+)、Bi~(3+)共掺L型沸石的焙烧处理及近红外发光增强研究41-55
• 4.1 前言41
• 4.2 实验部分41-43
• 4.2.1 L 型纳米沸石合成41-42
• 4.2.2 L型圆柱沸石的合成42
• 4.2.3 Yb~(3+)/Bi~(3+)共掺杂L型沸石近红外发光材料的合成42-43
• 4.3 实验表征与分析43-54
• 4.3.1 XRD表征43-45
• 4.3.2 SEM表征45-46
• 4.3.3 荧光表征46-54
• 4.3.4 Yb~(3+)、Bi~(3+)共掺L型沸石近红外发光材料制备示意图54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 结论55-57
• 参考文献57-63
• 攻读硕士期间所取得的相关科研成果63-65
• 致谢65

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