铕离子产的三氟化镧纳米材料的制备及荧光性质的研究

1、 小结： 在最佳的条件下制备Eu3+离子掺杂浓度分别为1 mol%10 mol%、15 mol%、20 mol%、25 mol%、 30 mol%的LaF3:Eu3+纳米粒子，并对Eu3+离子掺杂 浓度为1 mol%10 mol%的激发和发射光谱图进行分 析，从激发谱图得出Eu3+离子的7F05L6能级跃迁最 强，谱线的峰位为398 nm，从发射谱图在615 nm处 对应的发射峰为主峰，所对应的是5D07F2能级跃迁。 对所有产物在615 nm处的发射峰进行分析，得出当 Eu3+离子的掺杂浓度为20 mol%时出现浓度猝灭现象。 六.实验结论与展望 1.结论 本课题在以聚乙二醇为溶剂，以硝酸镧

2、、乙二胺四乙酸(EDTA、 氟化钠为反应原料，制备出了颗粒状和棒状两种形状完全不同的LaF3 纳米粒子，并对其性状做了一定的研究。通过用Eu3+代替La3+离子， 用共沉淀法制备出了LaF3:Eu3+纳米粒子，对其荧光性质进行了检测。 本论文的主要研究结果： （1）在制备LaF3纳米粒子时，反应条件对最后的实验结果影响较大， 甚至会导致最终得不到产物。反应速率虽然会随着反应温度的升高而升 高，但所得产物的形貌不规整；反应溶液的pH也对反应起着重要的作 用，pH低容易使反应原料的析出，从而不能使反应按原有的比例反应， 不能完全反应就影响最终产物的产率。本课题在确定了最佳配位剂和氟 源分别为EDT

3、A和氟化钠后，分别对反应温度和反应溶液pH进行了探 索，并在pH=8，反应温度为110条件下制备出了形状较为规整，长度 在2 m22 m之间，直径在50 nm500 nm之间的LaF3纳米棒，具有一 定的研究价值。 （2）在制备Eu3+离子掺杂的LaF3纳米粒子时，通过改变Eu3+离子的掺 杂浓度，分别为1 mol%10 mol%、15 mol%、20 mol%、25 mol%、 30 mol%，并对其荧光性质进行了研究，结果表明，当掺杂浓度达到 20%时，发光强度达到最大，即当Eu3+离子掺杂浓度为20 mol%发生浓 度猝灭现象。 2.展望： 由于稀土元素具有外层电子结构基本相同，而内层4

4、f电子能级又相近的特殊电子构型， 稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f5d电子组态，因此具有丰富的电子能级和长 寿命激发态，能级跃迁通道多达二十余万个，可以产生多种多样的辐射吸收和发射，构成广 泛的发光和激光材料。随着稀土工业的发展，加快了稀土发光材料的研究和应用。由于含稀 土的化合物表现出许多独特的化学性质和物理性能，因而在光、电、磁等方面得到广泛的应 用，在信息、生物、新材料、新能源、空间和海洋等科技群中有广阔的应用前景，使稀土发 光材料成为巨大的发光宝库，为高新技术提供了性能优越的发光材料和激光材料，从而实现 了新材料领域的又一次技术进步。 上述研究论文所取得的进展仅仅是整个工作

5、的一个良好的开端，尚有大量的工作需进一 步深入研究，有些问题利用目前现有的机理和理论还不能做出理想的解释。稀土发光材料表 现出许多优异的光、电、磁等功能，同时稀土发光材料广泛应用于照明、显示和检测三大领 域。因此，发展一种温和、可控的方法制备新颖结构的材料，从而充分发挥稀土发光材料的 光、电、磁等优异功能并且将其应用于照明、显示和检测等领域有重要意义。综合国内外的 最新研究现状和本论文取得的工作进展，以下几个方面的工作值得进一步深入研究。 （1）本文虽然制备出了结构特殊、发光性能优良的纳米粒子，但由于时间的原因，没有进一 步深入研究该纳米粒子与其他纳米发光材料的相互作用。后续工作可把制备的发光纳米粒子 在照明、显示和检测领域的应用。 （2）在生物学和医学研究领域里，探索和发展高灵敏度的非同位素检测方法一直是研究者十 分关注的课题。由于各种检测方法的局限性，人们一直致力于研究开发出新型检测技术，以 克服传统检测技术的弱点。当前，以上转换荧光纳米粒子作为生物荧光探针的检测技术在生 物分析中显示出了潜在的应用。上转换荧光纳米材料是指可在长波长光激发下发出短波长光 的发光材料，如将红外光转换成可见光的材料。以上转换荧光纳米粒子作为生物荧光探针， 由于其发射波长位于红外波段，其显著的优势是不会对生物分子产生损害，也没有待测样品 自身荧光的背景干扰，可以达到很高的信噪