基于层状氢氧化钇的组装化学及光致发光研究

• 作 者: 袁晓璐
• 出 处: 河北师范大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 发光 稀土层状氢氧化物 能量传递

近年来,层状无机化合物因其大的比表面和强各向异性的优越性能而引起了人们极大的研究兴趣。作为一类新型的层状材料,层状稀土氢氧化物,以其层间阴离子的多样性、良好的形貌结构以及多方面实用价值而引起关注。研究层状稀土氢氧化物有着重要的意义。本文通过水热法组装成以层状氢氧化钇（layered yttrium hydroxide,简写为LYH）为框架,层间阴离子为无机NO₃^-的层状氢氧化物,并掺杂不同浓度发红光的稀土Eu³⁺的样品（简写为LYH-NO₃:Eu）,并以此层状稀土氢氧化物热处理制成氧化钇掺铕荧光粉;同时,也合成了以LYH为框架,层间为有机十二烷基磺酸根（DS^-）的层状稀土氢氧化物,稀土Ce³⁺,Tb³⁺共掺杂的样品（简写为LYH-DS:Ce,Tb）和Ce³⁺,Eu³⁺共掺杂的样品（简写为LYH-DS:Ce,Eu）。通过扫描电镜、能谱、X-射线衍射、红外光谱、热重分析、荧光光谱、色坐标和荧光衰减曲线分别对其样品形貌、元素、结构、发光性能和荧光寿命进行了表征。通过LYH-NO₃:Eu层状稀土氢氧化物热处理成氧化钇掺铕,仍保留着片状形貌结构,荧光相对强度与直接水热和高温固相得到的氧化钇掺铕做对比,分别为二者的1.5倍和3倍,更远远强于LYH-NO₃:Eu层状稀土氢氧化物。这为合成发光性能优异的红色荧光粉提供了一种新方法。在LYH-DS:Ce,Tb和LYH-DS:Ce,Eu样品中,通过改变Tb³⁺和Eu³⁺的掺杂量,发现了Ce³⁺→Tb³⁺以及Ce³⁺→Eu³⁺的有效能量传递现象,能够实现发光从蓝色—浅蓝色—绿色的调节和蓝色—浅蓝色—白色的调节。因此,可以通过调控稀土离子浓度、掺杂种类,制备颜色可调的无机层状样品,有望应用于光电学领域。