论文部分内容阅读
稀土掺杂纳米晶具有量子产率高、激发波长可调节、光致褪色下的稳定性高等优点,在光电器件、生物标记、催化等方面有广泛的应用前景。然而,目前仍然缺乏高效可控、易于放大制备高质量稀土掺杂纳米颗粒的方法。微反应技术为实现其精确可控合成提供了可能。本文采用毛细管微反应系统,以稀土CeF3, CeF3:Tb3+, CeGdTbF3稀土氟化物为研究对象,对停留时间、反应温度、前躯体浓度等参数进行了优化考察,实现了高质量氟化物纳米晶的连续合成。并在此基础上,在反应体系中引入[Bmim]BF4离子液,通过离子液特殊的物化性能,优化CeF3:Tb3+纳米颗粒的合成工艺参数,大大改善了产物的荧光性能和形貌。同时,对离子液在稀土纳米晶合成过程中的作用机理进行了探讨。本文主要研究内容以及结果如下：(1)在实验室已搭建的微反应系统中,以多元醇一缩二乙二醇(DEG)为反应介质,制备了尺寸分布较小的CeF3和CeF3:Tb纳米颗粒。研究了前躯体浓度、掺杂百分比、停留时间、合成温度、管径对产物物相和荧光性能的影响,制备了发光峰位从325 nm至345 nm,颗粒大小为10 nm的蓝色荧光CeF3纳米晶和绿色荧光CeF3:Tb纳米晶。(2)在较短的停留时间内实现了以离子液为反应原料、稳定剂和反应介质的CeF3:Tb纳米颗粒的合成。考察了离子液体对产物的结晶度、荧光强度和形貌等影响,探讨了离子液对CeF3:Tb荧光性能和形貌的作用机理。(3)在微反应系统中制备了Ce0.75-xGdxTb0.25F3纳米颗粒,考察Gd掺杂摩尔浓度对纳米颗粒形貌、晶相、荧光性能的影响。在250 nm单一激发波长下,(Ce,Gd)F3固溶体可发出不同波长的可见光,并且产物的荧光强度要明显优于单独的GdF3和CeF3基质。