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氧化钆(Gd2O3)是一种优质的荧光基质材料,在可见光到近红外区域都没有荧光峰的出现,具有较低的量子能量,更有效的实现能量的转换,Gd3+与其他稀土离子相似的化学性质和离子半径是氧化钆应用工业于上的优势。另一方面Gd2O3对CO2和H2O的气氛表现的不太稳定,而这些气氛是荧光的主要杀手。稀土掺杂氧化钆纳米材料的制备一般都是在分子型溶液体系(水、乙醇)中完成,本文通过前期研究,采用了全离子液体系来制备稀土掺杂氧化钆的纳米荧光材料,具体的研究工作如下所述: 1、在离子液体体系(氯化1-丁基-3-甲基咪唑)中,在沉淀剂的物质的量不同时,制备的钕离子(Nd3+)掺杂氧化钆球形纳米颗粒粒径都较为均匀。同时研究了水对于制备产物的影响,发现水对于产物形貌和粒径都有较大影响,从全离子液体到纯水的过程,由球形纳米颗粒转变为微米椭圆颗粒,最后变成微米八面体颗粒。粒径和形貌影响产物的近红外发光性能,球形纳米颗粒的近红外发光性能明显优于微米级八面体颗粒。对于不同Nd3+掺杂浓度的球形纳米颗粒的光学性能比较后,发现纳米荧光材料的浓度淬灭现象会导致不同掺杂浓度产物的发光性能有巨大的差别,本文实验结果为掺杂1%浓度的产物荧光性能最好。 2、纯离子液体燃烧法制备Nd3+掺杂氧化钆的荧光材料,具有实验操作简单,产物制备时间短,形貌及物相变化控制条件少等优势。通过改变醋酸钠与稀土离子的比例可以使立方晶系氧化钆向单斜晶系氧化钆的转变,对不同形貌立方和单斜晶系的氧化钆近红外发光性能进行了研究。 3、按照上述的两种方法同样制备了铒离子(Er3+)掺杂氧化钆的荧光材料,重点研究了荧光材料的上转换发光和下转换发光,球形纳米颗粒的上转换发光性能较好。研究荧光材料的下转换发光发现,采用380nm的光源激发效果最好,不同掺杂浓度的下转换衰减时间差别较大,掺杂1%时的荧光衰减时间最大为44.85164μs。同样研究了燃烧法制备产物的光学性能。