稀土銪摻雜納米氧化鋅制備及發(fā)光性能研究

1、稀土銪摻雜納米氧化鋅制備及發(fā)光性能研究研究背景研究背景作為一種新型的光電材料，作為一種新型的光電材料，ZnO室溫下禁帶寬度室溫下禁帶寬度為為3.37eV，具有高的激子結合能，具有高的激子結合能(60meV)，遠大于，遠大于ZnSe(21meV)和和GaN(25meV)的激子結合能，生長的激子結合能，生長溫度低，使得溫度低，使得ZnO成為一種具有應用潛力的短波光電成為一種具有應用潛力的短波光電子材料。而摻雜納米氧化鋅粉體在電磁、壓敏、光學、子材料。而摻雜納米氧化鋅粉體在電磁、壓敏、光學、超導、化學和生物活性等方面的廣泛應用，引起了人超導、化學和生物活性等方面的廣泛應用，引起了人們足夠的重視。從們

2、足夠的重視。從1997年開始，國內對氧化鋅光致發(fā)年開始，國內對氧化鋅光致發(fā)光材料進行了比較多研究，特別是對光材料進行了比較多研究，特別是對ZnO摻雜稀土元摻雜稀土元素的光致輻射紫外光、藍光、綠光進行了廣泛地探索素的光致輻射紫外光、藍光、綠光進行了廣泛地探索研究。研究。姓名：納米氧化鋅姓名：納米氧化鋅身材：約身材：約1100nm口頭禪：我的能量，超乎你想像！口頭禪：我的能量，超乎你想像！自我介紹：我在催化、光學、磁學、力學等方面展現出自我介紹：我在催化、光學、磁學、力學等方面展現出許多特殊功能，使我在陶瓷、化工、電子、光學、生物、許多特殊功能，使我在陶瓷、化工、電子、光學、生物、醫(yī)藥等許多領域有

3、重要的應用價值，具有普通氧化鋅所醫(yī)藥等許多領域有重要的應用價值，具有普通氧化鋅所無法比擬的特殊性和用途。無法比擬的特殊性和用途。氧化鋅簡介氧化鋅簡介納米氧化鋅的應用納米氧化鋅的應用飼料添加劑：由于納米氧化鋅粒度小飼料添加劑：由于納米氧化鋅粒度小,容易與食糜混合容易與食糜混合,與腸絨毛與腸絨毛接觸機會和面積增大接觸機會和面積增大,因此容易被動物吸收利用因此容易被動物吸收利用。橡膠工業(yè)：納米氧化鋅可用于輪胎、輸送帶、橡膠工業(yè)：納米氧化鋅可用于輪胎、輸送帶、EVA等各類橡膠制等各類橡膠制品，起硫化加速作用，做為橡膠硫化的活性劑。品，起硫化加速作用，做為橡膠硫化的活性劑。紡織工業(yè)：納米紡織工業(yè)：納米Z

4、nO 微粉具有優(yōu)越的抗菌、消毒、除臭功能。微粉具有優(yōu)越的抗菌、消毒、除臭功能。把納米把納米ZnO微粉制成功能助劑對天然纖維進行后整理，會獲得性微粉制成功能助劑對天然纖維進行后整理，會獲得性能良好的抗菌織物。能良好的抗菌織物?；瘖y品：化妝品： 納米氧化鋅是廣泛使用的物理防曬劑，他們屏蔽紫外納米氧化鋅是廣泛使用的物理防曬劑，他們屏蔽紫外線的原理都是吸收與散射紫外線。線的原理都是吸收與散射紫外線。醫(yī)藥：醫(yī)藥：鋅離子與銀離子一樣，屬于重金屬離子，可與病毒和病菌鋅離子與銀離子一樣，屬于重金屬離子，可與病毒和病菌體內蛋白質上的疏基結合，從而擬制它們的活性體內蛋白質上的疏基結合，從而擬制它們的活性。納米氧化

5、鋅粒納米氧化鋅粒徑小，表面活性好，具有殺菌消毒的作用徑小，表面活性好，具有殺菌消毒的作用。摘摘 要要 納米氧化鋅制備納米氧化鋅制備納米氧化鋅分析納米氧化鋅分析結果討論結果討論目前摻雜稀土元素的納米目前摻雜稀土元素的納米ZnO的制備方法主要有溶膠的制備方法主要有溶膠一凝膠法、燃燒合成法、水熱合成法、高溫固相法、一凝膠法、燃燒合成法、水熱合成法、高溫固相法、微波合成法等。本實驗采用均勻沉淀法制備在納米微波合成法等。本實驗采用均勻沉淀法制備在納米ZnO中摻雜不同濃度的稀土銪離子的熒光材料。中摻雜不同濃度的稀土銪離子的熒光材料。什么是均勻沉淀法？什么是均勻沉淀法？均勻沉淀法是利用某一化學反應使溶液中的

6、構晶離子由溶液中均勻沉淀法是利用某一化學反應使溶液中的構晶離子由溶液中緩慢均勻地釋放出來，通過控制溶液中沉淀劑濃度，保證溶液緩慢均勻地釋放出來，通過控制溶液中沉淀劑濃度，保證溶液中的沉淀處于一種平衡狀態(tài)，從而均勻的析出。通常加入的沉中的沉淀處于一種平衡狀態(tài)，從而均勻的析出。通常加入的沉淀劑淀劑, 不立刻與被沉淀組分發(fā)生反應不立刻與被沉淀組分發(fā)生反應, 而是通過化學反應使沉淀而是通過化學反應使沉淀劑在整個溶液中緩慢生成，克服了由外部向溶液中直接加入沉劑在整個溶液中緩慢生成，克服了由外部向溶液中直接加入沉淀劑而造成沉淀劑的局部不均勻性。淀劑而造成沉淀劑的局部不均勻性。優(yōu)點：容易獲得大顆粒的沉淀，得

7、到的產品顆粒均勻、致密優(yōu)點：容易獲得大顆粒的沉淀，得到的產品顆粒均勻、致密, 便便于過濾洗滌于過濾洗滌, 是目前工業(yè)化看好的一種方法。是目前工業(yè)化看好的一種方法。缺點：缺點： 實驗操作煩瑣費時，對沉淀純度改善不大，沉淀易沉積實驗操作煩瑣費時，對沉淀純度改善不大，沉淀易沉積在容器壁上。在容器壁上。實驗試劑：實驗試劑：六水合硝酸鋅、尿素（沉淀劑）、二烷基苯磺酸鈉六水合硝酸鋅、尿素（沉淀劑）、二烷基苯磺酸鈉（表面活性劑）、氧化銪、硝酸、無水乙醇、去離子（表面活性劑）、氧化銪、硝酸、無水乙醇、去離子水水實驗儀器：實驗儀器： DX一一2600型型x射線衍射儀射線衍射儀 ZS90型納米粒度及型納米粒度及Z

8、eta電位分析儀電位分析儀 FL一一4500型熒光分光光度計型熒光分光光度計 FTIR一一370型傅里葉變換紅外光譜儀型傅里葉變換紅外光譜儀實驗步驟：實驗步驟：配制配制0.6mol/L的的Zn(NO3)2溶液、溶液、2.8mol/L，CO(NH2)2 溶液，溶液，0.02mol/L十二烷基苯磺酸鈉溶液和十二烷基苯磺酸鈉溶液和0.04mol/L Eu(NO3)3溶液，在攪拌條件下加入物質的量比為溶液，在攪拌條件下加入物質的量比為1：3的硝酸鋅和尿素的硝酸鋅和尿素于于500ml三口燒瓶中，并分別加入三口燒瓶中，并分別加入8、15、46、77、108ml的的Eu(NO3)3溶液，并加入溶液，并加入6

9、6mL的十二烷基苯磺酸鈉，在水的十二烷基苯磺酸鈉，在水浴溫度為浴溫度為90 時反應時反應3h后得前驅物，陳化后得前驅物，陳化2h后真空抽濾，后真空抽濾，用蒸餾水洗滌數次后，再用無水乙醇洗滌用蒸餾水洗滌數次后，再用無水乙醇洗滌3次，得到的產物次，得到的產物放于干燥箱中在放于干燥箱中在100條件下干燥條件下干燥2h，收集到的前驅物產物，收集到的前驅物產物再于馬弗爐中再于馬弗爐中450條件下煅燒條件下煅燒2h，最后得到摻銪摩爾分數，最后得到摻銪摩爾分數分別為分別為0.5、1、3、5和和7的納米氧化鋅粉體。的納米氧化鋅粉體。XRD分析：分析： 圖1圖2紅外光譜分析：紅外光譜分析： 圖3熒光光譜分析熒光光譜分析:圖4 粒徑分析：粒徑分析：圖5 1李沙沙，周丹紅，王紅艷李沙沙，周丹紅，王紅艷.銪摻雜納米氧化鋅發(fā)光材料的制備銪摻雜納米氧化鋅發(fā)光材料的制備及其性能研究及其性能研究J.光譜實驗室，光譜實驗室，2013,30（4）：）：171017132李秀梅李秀梅.納米氧化鋅性質及其用途納米氧化鋅性質及其用途J.通化師范學院學報，通化師范學院學報，2004,25（4）：）：54563范學運，王艷香，章義來等稀土摻雜氧化