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具有分级结构的花状KY(MoO4)2:Ln3+微米球的可控制备及发光性质

更新时间:2009-03-28

近年来,稀土发光材料在显示、照明、光电器件及生物检测等领域中有着广泛的应用,并随新合成方法的出现而不断得到发展[1-3]。稀土离子因其特有的结构性质使得其光吸收范围很宽(从紫外区到红外区),从而可以发射多种波长的光。众所周知,稀土离子的发光性能与稀土离子自身的电子层结构以及基质材料的形貌和尺寸等众多因素有关[4-5]。在所报道的稀土材料中,稀土钼酸盐体系越来越受到人们的亲睐。特别是双碱性稀土钼酸盐ALn(MoO4)2(A是碱金属,Ln是稀土金属阳离子)受到了广泛的研究。在稀土钼酸盐ALn(MoO4)2结构中,钼酸根中的Mo6+被4个O2-离子包围,位于四面体的对称中心,具有很好的稳定性。在紫外光作用下,能发出蓝色至黄色光谱线,并传递给掺杂在钼酸盐中的稀土离子。因此,当稀土离子掺入到钼酸盐基质晶格中,可以使得其具有特殊的光学性质[6-8]。迄今为止,ALn(MoO4)2由于其具有发射谱线尖锐、单色度高且发光寿命长等优点,已被广泛应用于光电子器件和生物成像等各种领域[9-10]。本文采用溶剂热法制备了具有分级结构的花状KY(MoO4)2:Ln3+(Ln=Eu和Tb)微米球,并对样品的形貌、结构和光致发光性质进行了研究。

1 实验方法

文中使用的所有化学原料均为分析纯。将1mL Na2MoO4水溶液(0.5 mol/L)和1 mmol Ln(NO3)3(Ln=Y、Eu和Tb)依次加入到KOH(1.2 g)、乙醇(8 mL)、蒸馏水(4 mL)和油酸(20 mL)的混合液中,充分搅拌获得乳状溶液。随后,将乳状溶液转移到50 mL聚四氟乙烯内衬的高压釜中,并在180 ℃加热24 h。然后使系统自然冷却至室温。通过离心、洗涤和干燥,得到最终产物。

2 结果讨论

2.1 KY(MoO4)2微米球的结构表征

  

图1 KY(MoO4)2微米球的XRD图Fig.1 XRD pattern of KY(MoO4)2 microspheres

为了确定样品的晶相结构,将合成的样品进行了XRD测试。制备的KY(MoO4)2的XRD图见图1。结果表明,KY(MoO4)2的XRD衍射峰与KY(MoO4)2体材料的XRD衍射峰(JCPDS 22-0873)一致。由图1可见,主衍射峰很强且尖锐,没有多余的杂相。说明笔者成功地制得了想要的目标产物KY(MoO4)2

  

图2 KY(MoO4)2微米球的SEM图Fig.2 SEM images of KY(MoO4)2 microspheres

  

图3 KY(MoO4)2的生长和自组装过程Fig.3 Schematic illustration of the growth and assembly processes of the KY(MoO4)2

为了进一步观察样品的尺寸和形貌,将制备的 KY(MoO4)2样品进行了扫描电镜测试,结果见图2。由图2可见,KY(MoO4)2样品是由很多小薄片组成的微米球。单个微米球的尺寸大约6.3 μm,微米球的尺寸比较均一。另外,稀土离子的掺杂浓度对KY(MoO4)2微米球的晶相、尺寸和形貌没有太大的影响。在KY(MoO4)2微米球的生长和组装过程中,首先通过成核过程生成晶核,随后逐渐长成小薄片,最后通过薄片自组装成花状KY(MoO4)2微米球(图3)。

KY(MoO4)2的氮气吸附-脱附等温曲线见图4,测得KY(MoO4)2的比表面积和孔径分别为17.33 cm3/g和27.12 nm。

2.2 KY(MoO4)2:Ln3+的光致发光性能

为了研究Ln3+离子对KY(MoO4)2微米球发光性能的影响,又进行了一系列光谱分析。在550 nm波长监测下,不同Tb3+含量的KY(MoO4)2的激发光谱见图5。由图5可见,激发光谱在200~350 nm波长范围内有宽带吸收,这个宽带来源于基质的吸收和O2--Tb3+的电荷迁移带。宽带激发峰的位置随着Tb3+离子浓度的增加出现了明显的移动。另外,在488 nm左右的尖峰主要是由Tb3+7F65D4跃迁引起的。当Tb3+的摩尔浓度为30%时,来源于基质的吸收和O2--Tb3+的电荷迁移带的宽带激发峰最强。当Tb3+的摩尔浓度为40%时,7F65D4跃迁最强。

  

图4 KY(MoO4)2的氮气吸附-脱附等温曲线及孔径分布Fig.4 N2 adsorption-desorption isotherm curves and pore size distribution (inset) of the KY(MoO4)2

  

图5 不同Tb3+含量的KY(MoO4)2微米球的激发光谱Fig.5 Excitation spectra of KY(MoO4)2:Tb3+ microspheres with different Tb3+ contents monitored at 550 nm

在301 nm波长激发下,不同Tb3+含量的KY(MoO4)2微米球发射光谱见图6。由图6可见,Tb3+离子5D47F6 (~495 nm)、5D47F5 (~550 nm)、 5D47F4 (~586 nm)以及5D47F3 (~625 nm)跃迁。其中最强峰位于550 nm处。随着Tb3+掺杂浓度的增加,Tb3+离子的特征发射峰强度逐渐增加。当Tb3+的浓度为30%时,样品的发射峰最强。

KY(MoO4)2:30%Tb3+微米球在不同监测波长下的激发光谱见图7。在200~350 nm波长范围内有宽带吸收,这个宽带来源于基质的吸收和O2--Tb3+的电荷迁移带。488 nm发射峰对应于Tb3+7F65D4跃迁。当监测波长为550 nm时,样品的激发峰最强。

KY(MoO4)2:30%Tb3+微米球在不同激发波长下的发射光谱见图8,其发光包括KY(MoO4)2基质的宽带发射和Tb3+离子的5D47Fj(j=3,4,5,6)跃迁,表明在KY(MoO4)2:Tb3+微米球中发生了从到Tb3+的能量传递。微米球的发射光强度随着Tb3+掺杂浓度的增加而增强,当Tb3+的掺杂浓度为30%时,样品的发射峰强度达到最大值。

不同Tb3+含量的KY(MoO4)2微米球在301 nm波长光激发下的CIE色坐标图见图9。由图9可见,通过调节Tb3+的掺杂量,荧光粉的颜色可调控。随着Tb3+掺杂浓度的增加,荧光粉从蓝光向绿光区移动。具体的色度坐标值见表1。

[1] 谢刚,马浩翔,王百合,等.含羧酸稀土配合物的合成与表征[J].黑龙江大学工程学报,2012,3(2):47-52.

  

图6 不同Tb3+含量的KY(MoO4)2微米球的发射光谱Fig.6 Emission spectra of KY(MoO4)2:Tb3+ microspheres with different Tb3+ contents excited at 301 nm

  

图7 KY(MoO4)2:30%Tb3+微米球在不同监测波长下的激发光谱Fig.7 Excitation spectra of KY(MoO4)2:30%Tb3+ microspheres monitored at different wavelengths

  

图8 KY(MoO4)2:30%Tb3+微米球在不同激发波长下的发射光谱Fig.8 Emission spectra of KY(MoO4)2:30%Tb3+ microspheres excited at different wavelengths

  

图9 KY(MoO4)2微米球的CIE色坐标图Fig.9 CIE diagram of KY(MoO4)2 microspheres

 

表1 不同掺杂浓度的色度坐标值Table 1 The CIE diagram of different doping concentrations of KY (MoO4)2

  

LabelsSampleExcitation/nmCIE(x,y)LabelsSampleExcitation/nmCIE(x,y)1KY(MoO4)2:1%Tb3+301(0237,0294)5KY(MoO4)2:10%Tb3+301(0286,0489)2KY(MoO4)2:3%Tb3+301(0248,0347)6KY(MoO4)2:20%Tb3+301(0295,0530)3KY(MoO4)2:5%Tb3+301(0267,0416)7KY(MoO4)2:30%Tb3+301(0294,0524)4KY(MoO4)2:7%Tb3+301(0274,0441)8KY(MoO4)2:40%Tb3+301(0293,0518)

KY(MoO4)2:3%Eu3+微米球在不同监测波长下的激发光谱见图10。由图10可见,激发光谱在200~350 nm波长范围内有宽带吸收,其主要来源于基质的吸收和O2--Eu3+的电荷迁移带,表明在KY(MoO4)2:3%Eu3+微米球中能量可以从传递给Eu3+离子。尖峰激发峰在365、385、397、418、467、538 nm左右,分别对应于Eu3+7F05D47F05L77F05L67F05D37F05D27F05D1跃迁。

KY(MoO4)2:3%Eu3+微米球在不同激发波长下的发射光谱见图11。由图11可见,Eu3+离子的5D07F1 (~597 nm)、5D07F2 (~618 nm)、5D07F3 (~658 nm)以及5D07F4 (~707 nm)跃迁。其中最强峰位于618 nm处。

[6] Li Y T, Liu X H. Photoluminescence properties of NaY(MoO4)2:Eu3+ phosphor synthesized by microwave assisted hydrothermal method[J]. Materials Science and Engineering B., 2014, 188:20-25.

  

图10 KY(MoO4)2:3%Eu3+微米球在不同监测波长下的激发光谱Fig.10 Excitation spectra of KY(MoO4)2:3%Eu3+ microspheres monitored at different wavelengths

  

图11 KY(MoO4)2:3%Eu3+微米球在不同激发波长下的发射光谱Fig.11 Emission spectra of KY(MoO4)2:3%Eu3+ microspheres excited at different wavelengths

3 结 论

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根据二期初设测算,水库多年平均淤积量为10.6万m3,到2020水平年,水库淤积库容为521万m3。淤积库容的增大使水库有效库容逐渐减小,兴利库容与防洪库容都会相应减小,兴利、防洪会受到很大影响。

参考文献:

(5)加强护生护理道德规范教育。教育是立法、执法、守法的基础。护理工作是以人为中心的服务,而许多纠纷的产生,是由人与人之间的交流与处事不当所引起的。这就要求护理人员要有良好的职业道德,有了道德基础,才能为进一步自觉守法奠定坚实的基础。

本文采用溶剂热法,成功地制备了具有分级结构的花状KY(MoO4)2:Ln3+(Ln=Eu和Tb)微米球。通过调节掺杂稀土离子的浓度来增强其发光强度,系统地研究了KY(MoO4)2:Ln3+微米球的光致发光性质和能量传递过程。在KY(MoO4)2:Tb3+微米球的发射光谱中,观察到Tb3+离子的5D47F6 (~495 nm)、5D47F5 (~550 nm)、5D47F4 (~586 nm)和5D47F3 (~625 nm)跃迁。微米球的发射光强度随着Tb3+掺杂浓度的增加而增强,当Tb3+掺杂浓度为30%时,样品的发射峰强度达到最大值。KY(MoO4)2:Tb3+微米球的宽带激发峰的位置随着Tb3+掺杂浓度的增加发生了改变。此外,还系统地研究了KY(MoO4)2:Eu3+微米球的光致发光性质。

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前面分析得出了投资者情绪与股价存在长期均衡关系。下面通过构建误差修正模型研究两个变量之间的短期关系,具体结果见表5。

的生长基元为[MgO6]正八面体,其通过Mg-O键以共顶点的方式紧密相连,沿化学键作用力较强的[010]方向无限连接形成长链。采用线性拟合计算得lgtind与f(lgs)的关系为y=3.828 25-5.199 65x,决定系数R2=0.983 49,拟合结果与试验结果良好吻合,重镁水溶液浓度增大,诱导期时间缩短。

2.试验日粮。试验日粮参照美国国家研究委员会(NRC,1994)标准,自配饲料公母猪饲料。日粮配方和营养水平见表1,表2。

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中国于2016年9月加入《巴黎气候变化协定》,成为第23个完成批准协定的缔约方。由此应积极采取行动减少温室气体排放,增强对气候变化的应对能力。改革开放以来,我国经济高速发展。但在经济发展方面,除去技术创新,低能耗和环保产业等创造的产值,以能源消耗、温室气体排放为代价的产值占比不可忽视。因此,在经济发展进入新常态阶段,我们需要谋求新的增长可能性,保证可持续发展。本文基于湖北省1997年至2015年的时间序列数据,主要研究其经济增长在多大程度依赖于能源消耗,即GDP增速对碳排放量的影响,同时对人口规模、出口贸易、产业结构、技术水平等与碳排放之间的关系进行分析。

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双边匹配是研究由不可分对象构成的两不相交集合中主体的相互匹配过程,起源于Gale等[1]对学生入学和婚姻匹配问题的研究,该文开启了双边匹配研究的先河,奠定了双边匹配的理论基石。现实社会中存在着大量的双边匹配问题,如劳动力市场中的员工与岗位匹配[2]、金融市场中的风险投资匹配[3]、电子商务中的买卖交易匹配[4]、供应链管理[5]及知识服务[6]中的供需匹配等。由此可见,深入研究双边匹配问题具有十分重要的理论意义和实际应用价值。

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于鸣琦,王国凤
《黑龙江大学工程学报》2018年第01期文献

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