稀土离子掺杂氟化物低维纳米材料的制备与表征

稀土四氟化物由于具有丰富的4f能级和较低的声子能,是目前高效稀土离子掺杂发光基质之一,在太阳能电池、防伪油墨、医学检测、生物示踪等领域有广泛的应用前景。目前球形、片状、棒状、空心管状的稀土四氟化物纳米材料均己制备出来。目前,未见稀土四氟化物纳米纤维和纳米带制备的报道。为了深入研究其各种性能,急需一种制备稀土四氟化物纳米纤维和纳米带的方法。静电纺丝法在制备一维纳米材料方面有操作简单、重复性好等优点,成为最佳选择。因此,采用静电纺丝法制备稀土四氟化物纳米纤维和纳米带是一个重要有意义的研究课题。论文中首次采用静电纺丝技术与氟化技术相结合,以PVP作为模板制备出了NaYF4、LiYF4纳米纤维和纳米带。在此基础上,成功制备了MYF4:RE3+(M=Na, Li;RE=Eu,Tb)下转换发光纳米纤维和纳米带,MYF4:Yb3+/Er3+(M=Na, Li)上转换纳米纤维和纳米带,并研究了这些纳米材料的发光性能。通过XRD、SEM、PL等现代分析技术,对所制备的样品进行了系统地分析。结果表明,原始纤维在600℃焙烧4h后,再以NH4HF2为氟源,280℃氟化2h,500℃脱氨3h分别得到六方相NaYF4:RE3+(RE=Eu, Tb, Yb/Er)和四方相LiYF4:RE3+(RE=Eu,Tb,Yb/Er)纳米材料。所制备的纳米纤维直径约为80-200nm；纳米带宽度为5-15μm,厚度为60-180nm。其中MYF4：Eu3+(M=Na,Li)纳米材料的最强发射峰为Eu3+的5D0→7F1跃迁；MYF4：Tb3+(M=Na,Li)纳米材料的最强发射峰为Tb3+的5D4→7F5跃迁；MYF4：Yb3+/Er3+(M=Na,Li)纳米材料的最强发射峰为Er3+的483/2→4I15/2跃迁。