静电纺丝技术制备稀土离子掺杂稀土硫氧化物纳米材料
稀土硫氧化物作为一类重要的发光基质,具有非常高的光吸收和传能效率,是一类重要的光功能材料,被广泛应用在彩色显示、背光源、生物医学等领域,是目前光功能材料领域研究的热点之一。目前稀土硫氧化物纳米材料的研究主要集中在纳米颗粒领域,而一维或准一维纳米材料具有许多新颖的特性,为了深入研究其各种性能,研究制备稀土硫氧化物纳米纤维及纳米带的方法是非常必要的。静电纺丝技术因其具有操作简单、高效和重复性高等优点,已成为制备一维纳米材料的重要方法之一,引起了人们的高度重视。本文中首次采用静电纺丝法与硫化相结合的方法制备了Ln2O2S:RE3+(Ln=Y,Gd; RE=Eu,Tb,Nd,Yb/Er)纳米纤维和纳米带。以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和稀土硝酸盐为原料,通过溶胶-凝胶过程制备出具有一定粘度的前驱体溶胶,采用静电纺丝技术制备了PVP/稀土硝酸盐复合纤维及复合纳米带,经过700℃、8h热处理得到了相应的稀土氧化物,然后采用双坩埚法对其进行硫化,得到了Y2O2S:Eu3+、Y2O2S:Tb3+、Y2O2S:Nd3+、 Y2O2S:Yb3+/Er3+、Gd2O2S:Eu3+、Gd2O2S:Tb3+发光纳米纤维及纳米带和Gd2O2S:Yb3+/Er3+上转换发光纳米纤维。通过XRD、TEM、SEM、荧光光谱和宽频介电松弛谱仪等现代材料测试分析技术对样品进行了表征。结果表明,Ln2O3:RE3+(Ln=Y,Gd;RE=Eu,Tb,Nd,Yb/Er)纳米纤维和纳米带属于立方相,Ln2O2S:RE3+(Ln=Y,Gd;RE=Eu,Tb,Nd,Yb/Er)纳米纤维和纳米带属于六方相。所制得的纳米纤维直径约为60-200nm,纳米带宽度为2-8μm,厚度为80-180nm。获得了一些有意义的研究结果,为进一步深入研究稀土离子掺杂的稀土硫氧化物发光或者上转换发光低维纳米材料的性质奠定了一定的基础。
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项目成果
