新型模板法制备ZnO纳米结构薄膜及其光学性能研究

通过电化学阳极氧化-化学溶蚀技术制备了一种由无数纳米凸点和凹点所构成的新型铝基纳米点阵模板.采用直流反应磁控溅射法在这种新型模板上沉积得到氧化锌纳米结构薄膜.在室温下观察了氧化锌纳米结构薄膜的形貌,测定材料的晶体结构和光致发光(PL)性能,并讨论了不同溅射时间下制备的氧化锌纳米阵列结构以及其对氧化锌PL谱的性能影响.结果表明,采用直流反应磁控溅射-铝基纳米点阵模板可以制备ZnO纳米结构薄膜;PL谱表明溅射时间为10 min得到的氧化锌薄膜在396.5 nm和506.4 nm处分别出现紫外发射峰和蓝绿色荧光发射峰;随着溅射时间延长,氧化锌薄膜PL谱伴有红移现象且强度逐渐增强.这可能是由于改善了晶粒结构导致不能观测到ZnO薄膜的深能级发射峰所致.     

稀土掺杂ZnO纳米材料的制备与表征

采用超声化学法，以六水合硝酸锌、六水合硝酸铕和三乙醇胺为原料，在加入聚乙二醇20000的水中进行反应，制备了呈球状的纳米ZnO:Dy³⁺。采用微波水热法制备ZnO:Eu³⁺纳米材料。采用X射线衍射(XRD)、场致发射扫描电镜(SEM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、光致发光谱(PL)等技术对所制备的样品进行了系列表征。结果表明：掺杂后并未改变纳米颗粒的晶型结构，紫外-可见吸收光谱显示其在紫外、可见光区域的吸收能力均有所增强；荧光光谱显示在紫外、可见光区存在多个发光峰，掺杂后发光强度增强。     

Eu~(3+)掺杂ZnO纳米材料的制备与表征

采用超声化学法,以六水合硝酸锌、六水合硝酸铕和三乙醇胺为原料,在加入聚乙二醇20000的水中进行反应,制备了呈球状的纳米ZnO:Eu⁽³⁺⁾。采用X射线衍射(XRD)、场致发射扫描电镜(SEM)、紫外-可见光谱(UVVis)、光致发光谱(PL)等技术对所制备的样品进行了系列表征。结果表明,掺杂后并未改变纳米颗粒的晶型结构,紫外-可见吸收光谱显示其在紫外、可见光区域的吸收能力均有所增强;荧光光谱显示在紫外、可见光区存在多个发光峰,掺杂后发光强度增强。     

Eu~(3+)掺杂ZnO纳米材料的制备与表征

采用超声化学法,以六水合硝酸锌、六水合硝酸铕和三乙醇胺为原料,在加入聚乙二醇20000的水中进行反应,制备了呈球状的纳米ZnO:Eu~(3+)。采用X射线衍射(XRD)、场致发射扫描电镜(SEM)、紫外-可见光谱(UVVis)、光致发光谱(PL)等技术对所制备的样品进行了系列表征。结果表明,掺杂后并未改变纳米颗粒的晶型结构,紫外-可见吸收光谱显示其在紫外、可见光区域的吸收能力均有所增强;荧光光谱显示在紫外、可见光区存在多个发光峰,掺杂后发光强度增强。     

形貌可控纳米/微米ZnO的绿色合成及光致发光性能研究

以[Bmim]Cl、[Bmim]BF_4、[C_2OH]mimCl和[C_2OHmim]BF_4四种室温离子液体为模板,采用微波加热前驱体Zn(OH)_4~(2-)溶液的方法制备了多形貌纳米/微米ZnO.采用XRD、SEM、TEM对实验样品进行了结构和形貌表征,通过SEM照片分析了不同合成条件对产物形貌的影响.结果表明:合成产物为结晶良好,具有六方纤锌矿结构的ZnO;不同离子液体中合成了鳞状、片状、棒状、锥状纳米ZnO晶体单元,大量ZnO晶体聚集成微米球、花簇;随着前驱体原料配比增大,[0001]方向择优生长明显;随温度从80 ℃增加到95 ℃,ZnO纳米锥生长趋势总体趋于明显, 长径比增大,同时产物形貌的规整性也明显变好;探讨了多形貌纳米/微米ZnO的生长机理;采用室温下光致发光(PL)光谱对多形貌纳米ZnO的光学性能研究表明,多形貌纳米ZnO具有较强的紫外发射和相对较弱的蓝绿发射,离子液体[Bmim]Cl中合成的ZnO纳米锥在387 nm处紫外发射峰强度最大,离子液体[C_2OHmim]Cl 中合成的ZnO纳米片在497 nm处有较强的绿光发射峰.     

Eu~(3+)、Gd~(3+)共掺杂Sr_2SiO_4荧光粉的液相沉淀合成及能量转移发光性能

采用液相沉淀法合成了钆单掺杂、铕单掺杂、钆-铕共掺杂的硅酸锶发光材料。用X-射线衍射(XRD)对其结构表征。利用荧光光谱(PL)方法对合成的样品进行发光性能表征。研究结果表明:在250nm紫外光为激发波长时,Eu~(3+)单掺杂Sr_2SiO_4∶0.04Eu~(3+)的发光光谱出现Eu~(3+)的5D0→7F1(584nm)、5D0→7F2(614nm)、5D0→7F3(626nm)跃迁发光峰,钆-铕共掺杂Sr_2SiO_4∶x Gd3+,0.04Eu~(3+)发光体系中,主要表现为Eu~(3+)离子的特征发射。探讨了在硅酸锶发光体中Gd~(3+)→Eu~(3+)能量传递的机理,主要为电偶极-电偶极相互作用。当改变Eu~(3+)离子的掺杂浓度时,样品表现为Eu~(3+)离子的特征发射,此时材料发橙色光。保持Gd~(3+)、Eu~(3+)离子掺杂浓度不变,K+作为电荷补偿剂,对材料发光强度影响很小。     

CdSe:Mn量子点的制备及其光致发光特性研究

采用低温水热法,以柠檬酸为配位稳定剂制备了Mn2 掺杂的CdSe量子点.用紫外吸收光谱、荧光发射光谱、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等进行了表征.研究了Mn2 掺杂浓度对量子点的结构及其光致发光性能的影响.光致发光光谱表明,当粒子尺寸为3 nm时,在580 nm处出现了属于Mn2 的4T1-6A1跃迁的特征发射峰.当激发波长为480nm时,在630nm处出现了CdSe的表面缺陷发射峰.随着Mn2 的掺杂浓度增大,CdSe:Mn表面陷阱态发射峰位置没有显著红移.TEM分析结果显示,CdSe:Mn量子点为单分散的,尺寸约为5 nm的圆形纳米粒子.当Mn2 离子掺杂浓度不大于5%时,Mn2 取代表面晶格中的Cd2 离子位置形成辐射性表面缺陷,产生表面陷阱态发射.吸收光谱显示,随着量子点变小,吸收带边发生蓝移,显示明显的量子尺寸效应.     

多面体CaWO_4:Dy~(3+),M~+(M=Li,Na,K)荧光粉的制备及其发光性能

以溶剂热法合成多面体CaWO_4:Dy~(3+),M~+(M=Li,Na,K)荧光粉,考察Dy~(3+)掺杂量、Li~+掺杂量、掺杂碱金属离子种类等对产物发光性能的影响。利用XRD、SEM、DRS、PL等对产物进行表征。XRD结果表明:产物CaWO_4:Dy~(3+),M~+(M=Li,Na,K)为四方晶系结构;在波长为256 nm激发下,CaWO_4:Dy~(3+),M~+(M=Li,Na,K)荧光粉,在574 nm处显现出强发射峰,其发光强度相对未掺杂碱金属离子的CaWO_4:Dy~(3+)发光强度明显提高,其中多面体CaWO_4:Dy~(3+),Li~+是CaWO_4:Dy~(3+)发光强度的3倍。     

具有荧光响应的多元可聚合稀土配合物的研制

以氧化铕、邻菲啰啉、苯甲酸、丙烯腈为原料,合成了一种具有聚合反应活性的四元铕配合物。研究了氯化铕、邻菲啰啉、丙烯腈物质的量比对产品结构、发光性能、热稳定性以及产率的影响。采用红外光谱、荧光光谱、热失重对产物结构、发光性能、热稳定性进行了表征。结果表明:该铕配合物具有可聚合的能力以及良好的热稳定性。在波长为342nm紫外光激发下,能发射出强烈的,来自于Eu3+离子的特征红光,强度最大的发射峰在615nm。     

锶掺杂氧化锌薄膜的制备及其可见光催化性能研究

采用超声辅助喷雾热解法,在400℃玻璃衬底上,制备了一系列不同锶掺杂量的氧化锌(SZO)薄膜,通过XRD、SEM、EDX、UV-Vis吸收谱和PL对样品的结构、表面形貌、元素组成和光学特性进行了表征,并研究了其可见光催化性能。XRD显示,所有薄膜样品皆为六角纤锌矿结构且呈现c轴择优取向,没有观察到其他杂相的衍射峰。UV-Vis吸收谱显示,锶掺杂使得氧化锌薄膜样品在可见光区的光吸收性能增强。样品的室温PL谱中,均可观察到380 nm附近的紫外发光峰和500 nm附近的绿发光峰,并且随着锶掺杂量的增加,绿发光峰明显增强。光催化测试结果显示,前驱体溶液中n(锶)/n(锌)为3%时,制得的SZO薄膜可见光催化活性最高。