最近几年来,人们开始越来越关注把某些离子掺入稀土氟化物发光基质中,从而得到发光性能优异的发光材料材料[7,8]。目前,合成不同的稀土离子掺杂氟化物的纳米颗粒的方法有许多,例如溶胶-凝胶法、微乳液法、水醇混合溶液法和微波固相氧化还原合成法等。比如闫景辉课题组,他们合成了不同的稀土离子掺杂的氟化物,合成的样品是在CTAB、正丁醇、正辛烷和水组成的微乳液体系中进行的[9,10]。最近的研究中,一些材料的合成手段不断地的被人们进行改进,许多发光材料可在水热中或溶剂热体系中制备。科研工作者使用这种合成方法已经制备了一系列的功能材料,人们也开始逐渐重视这种合成手段[11-16]。Wang等[17]用水热法合成了LnF3纳米晶,合成过程是在十八胺、油酸体系中进行合成。但是该方法在合成体系中引入了油酸,导致样品后期处理手段较为复杂。
本文是在比较低的温度下,采用简单水热法合成BaEuF5及稀土离子(Tb3+, Gd3+)掺杂的BaEuF5粉末样品。对合成的样品进行表征测试,比如使用XRD,SEM,PL等技术。样品形貌的控制可通过改善实验条件如改变溶剂、不同的pH值等方法来实现,同时探究了合成条件对发光性能的影响。
1 实验部分
1。1 试剂
硝酸钡为分析纯,其含量大于99。5 %,生产厂家是北京红星化工厂;氟化铵为优级纯,其含量最少为96。0 %,生产厂家是北京化工厂;柠檬酸为分析纯,其含量在99。8 %—100。2 %之间,生产厂家是河南焦作化工三厂;实验用的蒸馏水均为自制蒸馏水。文献综述
1。2 BaEuF5发光粉的合成
将2。0 mmol的Ba(NO3)2与12。0 mmol 的NH4F溶解在22 mL的蒸馏水中并在磁力搅拌器中搅拌,此时用pH试纸测得混合溶液的pH值为6,分别用硝酸溶液和氨水调节溶液的pH值,使得溶液的pH值分别在2,4,9左右。达到pH预设值后加热溶液,使溶液温度为80 ℃,将溶液用磁力搅拌器充分搅拌。此时,在溶液中加入0。2 mol·L-1Eu(NO3)3溶液10 mL,同时保持反应温度在80 ℃左右。在搅拌下维持反应时间为2小时。等到反应停止后,自然冷却至室温。用离心机将固体分离出来,然后用无水乙醇进行洗涤。于70 ℃下烘干,得到样品。
1。3 稀土Tb3+离子掺杂BaEuF5发光粉的合成
将2。0 mmol的Ba(NO3)2与12。0 mmol的 NH4F分别溶解在22 mL的蒸馏水中、22 mL的蒸馏水与22 mL的乙醇溶液的混合溶液中、22 mL的蒸馏水与11 mL的乙醇混合溶液中,将混合好的溶液用磁力搅拌器搅拌均匀,此时用pH试纸测得该溶液pH值为6。用电热套将溶液进行加热,使溶液温度至80 ℃左右。此时分别依次加入0。2 mol·L-1 Eu(NO3)3溶液5 mL和0。2 mol·L-1 Tb(NO3)3溶液5 mL,同时保持该反应的温度在80 ℃左右。在搅拌下维持反应时间为2小时。等到反应停止后,自然冷却至室温。用离心机将固体分离出来,然后用无水乙醇进行洗涤。于70 ℃下烘干,得到样品。
1。4 稀土Gd3+离子掺杂BaEuF5发光粉的合成
将2。0 mmol的 Ba(NO3)2与12。0 mmol 的NH4F和3。0000 g的柠檬酸溶解在22 mL的蒸馏水中并在磁力搅拌器中搅拌,此时用pH试纸测得该溶液pH值为2,用氨水将溶液的pH值调成6。用电热套将溶液进行加热,使溶液温度至80 ℃左右,在搅拌下分别依次加入0。2 mol·L-1的Eu(NO3)3溶液5 mL和0。2 mol·L-1的Gd(NO3)3溶液5 mL,同时保持该反应的温度在80 ℃左右。在搅拌下维持反应时间为2小时。等到反应停止后,自然冷却至室温,用离心机将固体分离出来,然后用无水乙醇进行洗涤。于70 ℃下烘干,得到样品。
1。5 样品的测试与表征