稀土離子摻雜氟化物低維納米材料的制備與表征

稀土四氟化物由于具有豐富的4f能級和較低的聲子能,是目前高效稀土離子摻雜發光基質之一,在太陽能電池、防偽油墨、醫學檢測、生物示蹤等領域有廣泛的應用前景。目前球形、片狀、棒狀、空心管狀的稀土四氟化物納米材料均己制備出來。目前,未見稀土四氟化物納米纖維和納米帶制備的報道。為了深入研究其各種性能,急需一種制備稀土四氟化物納米纖維和納米帶的方法。靜電紡絲法在制備一維納米材料方面有操作簡單、重復性好等優點,成為最佳選擇。因此,采用靜電紡絲法制備稀土四氟化物納米纖維和納米帶是一個重要有意義的研究課題。論文中首次采用靜電紡絲技術與氟化技術相結合,以PVP作為模板制備出了NaYF4、LiYF4納米纖維和納米帶。在此基礎上,成功制備了MYF4:RE3+(M=Na, Li;RE=Eu,Tb)下轉換發光納米纖維和納米帶,MYF4:Yb3+/Er3+(M=Na, Li)上轉換納米纖維和納米帶,并研究了這些納米材料的發光性能。通過XRD、SEM、PL等現代分析技術,對所制備的樣品進行了系統地分析。結果表明,原始纖維在600℃焙燒4h后,再以NH4HF2為氟源,280℃氟化2h,500℃脫氨3h分別得到六方相NaYF4:RE3+(RE=Eu, Tb, Yb/Er)和四方相LiYF4:RE3+(RE=Eu,Tb,Yb/Er)納米材料。所制備的納米纖維直徑約為80-200nm；納米帶寬度為5-15μm,厚度為60-180nm。其中MYF4：Eu3+(M=Na,Li)納米材料的最強發射峰為Eu3+的5D0→7F1躍遷；MYF4：Tb3+(M=Na,Li)納米材料的最強發射峰為Tb3+的5D4→7F5躍遷；MYF4：Yb3+/Er3+(M=Na,Li)納米材料的最強發射峰為Er3+的483/2→4I15/2躍遷。