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第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 发光与发光材料 2

1.2.1 发光与发光材料的定义 2

1.2.2 发光材料的分类 2

1.2.3 稀土发光材料 3

1.2.4 稀土发光材料的应用 6

1.3 烧绿石结构化合物及其晶体结构 6

1.4 烧绿石结构稀土锡酸盐的合成与性能研究进展 9

1.4.1 固相法 9

1.4.2 气相法 11

1.4.3 液相法 11

第2章 La2Sn2O7：Eu3＋微／纳米晶体的合成和发光性能 19

2.1 引言 19

2.2 样品制备 20

2.2.1 原料与试剂 20

2.2.2 设备与装置 21

2.2.3 分步沉淀-水热法合成La2Sn2O7和La2Sn2O7： Eu 3＋微／纳米晶体 21

2.2.4 样品的表征和测试 22

2.3 La2 Sn2 O7：Eu3＋微／纳米晶体的物相结构、成分与形貌特征 23

2.3.1 La2 Sn2 O7：Eu3＋的物相结构特征及元素分析 23

2.3.2 La2 Sn2O7：Eu3＋的形貌特征 27

2.4 分步沉淀-水热合成工艺参数对产物物相结构的影响及La2Sn2O7：Eu 3＋物相的形成机理 28

2.4.1 反应物种类的影响 28

2.4.2 反应物比例的影响 29

2.4.3 反应物起始浓度的影响 30

2.4.4 沉淀剂种类的影响 31

2.4.5 pH值的影响 32

2.4.6 水热反应温度的影响 33

2.4.7 水热反应时间的影响 34

2.4.8 Eu3＋掺杂量的影响 35

2.4.9 烧绿石结构La2Sn2O7物相的形成机理 36

2.5 产物的形貌及La2Sn2O7：Eu3＋微／纳米晶体的形成机理 40

2.5.1 pH值的影响 40

2.5.2 水热反应时间的影响 42

2.5.3 反应物起始浓度的影响 43

2.5.4 水热反应温度的影响 44

2.5.5 不同形貌La2Sn2O7：Eu3＋的形成机理 45

2.6 高温热处理对La2Sn2O7：Eu3＋的物相结构与形貌的影响 46

2.6.1 高温热处理对La2Sn2O7：Eu3＋的物相结构的影响 46

2.6.2 高温热处理对La2Sn2O7：Eu3＋形貌的影响 47

2.6.3 La2Sn2O7：Eu3＋的热重-差热分析 48

2.7 La2Sn2O7：Eu3＋的光学性能 49

2.7.1 八面体状La2Sn2O7：Eu3＋的傅里叶变换红外光谱分析 49

2.7.2 八面体状La2Sn2O7：Eu3＋的拉曼光谱分析 51

2.7.3 La2Sn2O7和La2Sn2O7：Eu3＋的室温激发光谱分析 52

2.7.4 La2Sn2O7和La2Sn2O7：Eu3＋的室温发射光谱分析 53

2.7.5 Eu3＋掺杂量对La2Sn2O7：Eu3＋的光致发光性能的影响 55

2.7.6 形貌对La2Sn2O7：Eu3＋的光致发光性能的影响 58

2.7.7 热处理温度对La2 Sn2 O7：Eu3＋的光致发光性能的影响 59

第3章 Ce3＋／Tb3＋掺杂La2Sn2O7纳米晶体的合成和发光性能 62

3.1 引言 62

3.2 样品制备 63

3.2.1 原料与试剂 63

3.2.2 设备与装置 63

3.2.3 共沉淀-还原水热法合成Ce3＋、Tb3＋掺杂La2 Sn2 O7纳米晶体 63

3.2.4 样品的表征和测试 64

3.3 Ce3＋、Tb3＋掺杂／共掺杂La2Sn2O7纳米晶体的物相结构、成分与形貌特征 64

3.3.1 Ce3＋、Tb3＋掺杂／共掺杂La2 Sn2 O7的物相结构特征 64

3.3.2 Ce3＋、Tb3＋共掺杂La2 Sn2 O7的XPS分析 65

3.3.3 Ce3＋、Tb3＋掺杂／共掺杂La2 Sn2 O7的形貌特征 69

3.3.4 La2Sn2O7：Tb3＋Ce3＋的热重-差热分析 70

3.4 共沉淀-还原水热合成工艺参数对产物的物相结构及形貌的影响 71

3.4.1 pH值的影响 71

3.4.2 水热反应温度的影响 74

3.4.3 水热反应时间的影响 75

3.4.4 表面活性剂和配合剂的影响 76

3.4.5 稀土离子掺杂量的影响 80

3.4.6 抗坏血酸的影响 83

3.5 Ce3＋、Tb3＋掺杂／共掺杂La2Sn2O7的光学性能 84

3.5.1 La2Sn2O7：Tb3＋Ce3＋的傅里叶变换红外光谱分析 84

3.5.2 La2Sn2O7：Tb3＋Ce3＋的拉曼光谱分析 85

3.5.3 La2Sn2O7：Tb3＋的光致发光光谱分析 85

3.5.4 La2Sn2O7：Tb3＋的发光动力学分析 88

3.5.5 La2Sn2O7：Ce3＋的光致发光光谱分析 88

3.5.6 La2Sn2O7：Tb3＋Ce3＋的光致发光光谱分析 90

3.5.7 La2Sn2O7：Tb3＋Ce3＋的发光动力学分析 92

3.5.8 La2Sn2O7：Tb3＋Ce3＋的能量传递过程 92

3.5.9 抗坏血酸对La2Sn2O7：Tb3＋Ce3＋的光致发光性能的影响 95

3.5.10 不同形貌对La2Sn2O7：Tb3＋的光致发光性能的影响 97

3.5.11 热处理对La2Sn2O7：Ce3＋Tb3＋的光致发光性能的影响 98

第4章 稀土掺杂Y2Sn2O7微／纳米晶体的合成和发光性能 99

4.1 引言 99

4.2 样品制备 100

4.2.1 原料与试剂 100

4.2.2 设备与装置 100

4.2.3 共沉淀法-水热法合成Eu3＋掺杂Y2Sn2O7纳米晶体 100

4.2.4 分步沉淀-水热法合成管状Tb3＋掺杂Y2Sn2O7晶体 101

4.2.5 样品的表征和测试 101

4.3 共沉淀-水热法合成Y2Sn2O7：Eu3＋纳米晶体的物相结构、成分与形貌特征 101

4.3.1 Y2Sn2O7：Eu3＋纳米晶体的物相结构特征 101

4.3.2 Y2Sn2O7：Eu3＋纳米晶体的XPS分析 103

4.3.3 Y2Sn2O7：Eu3＋纳米晶体的形貌特征 106

4.4 共沉淀-水热法合成工艺参数对Y2Sn2O7：Eu3＋物相结构的影响 107

4.4.1 pH值的影响 107

4.4.2 水热反应时间的影响 110

4.4.3 前驱体浓度的影响 110

4.4.4 Eu3＋掺杂量的影响 111

4.5 高温热处理对Y2Sn2O7：Eu3＋的物相结构与形貌的影响 112

4.5.1 高温热处理对Y2Sn2O7：Eu3＋的物相结构的影响 112

4.5.2 高温热处理对Y2Sn2O7：Eu3＋形貌的影响 114

4.5.3 Y2Sn2O7：Eu3＋的热重-差热分析 115

4.6 共沉淀-水热法合成Y2Sn2O7：Eu3＋的光学性能 116

4.6.1 Y2Sn2O7：Eu3＋的傅里叶变换红外光谱分析 116

4.6.2 Y2Sn2O7：Eu3＋的拉曼光谱分析 117

4.6.3 Y2Sn2O7：Eu3＋的光致发光光谱分析 117

4.6.4 高温热处理对Y2Sn2O7：Eu3＋的光致发光性能的影响 119

4.7 分步沉淀-水热法合成Y2Sn2O7：Tb3＋微米晶体的物相结构与形貌特征 121

4.7.1 Y2Sn2O7：Tb3＋微米晶体的物相结构特征 122

4.7.2 Y2Sn2O7：Tb3＋微米晶体的形貌特征 123

4.7.3 不同形貌Y2Sn2O7：Tb3＋微米晶体的形成机理 124

4.8 Y2Sn2O7：Tb3＋的光学性能 126

4.8.1 管状Y2Sn2O7：Tb3＋的傅里叶变换红外光谱分析 126

4.8.2 管状Y2Sn2O7：Tb3＋的拉曼光谱分析 127

4.8.3 Y2Sn2O7：Tb3＋的光致发光光谱分析 127

第5章 稀土掺杂Gd2Sn2O7纳米晶体的合成和发光性能 130

5.1 引言 130

5.2 实验部分 130

5.2.1 原料与试剂 130

5.2.2 设备与装置 131

5.2.3 共沉淀-水热法合成Eu3＋掺杂Gd2Sn2O7纳米晶体 131

5.2.4 样品的表征和测试 132

5.3 共沉淀-水热法合成Gd2Sn2O7：Eu3＋纳米晶体的物相结构、成分与形貌特征 132

5.3.1 Gd2Sn2O7：Eu3＋纳米晶体的物相结构特征 132

5.3.2 Gd2Sn2O7：Eu3＋纳米晶体的XPS分析 133

5.3.3 Gd2Sn2O7：Eu3＋纳米晶体的电镜分析 137

5.4 合成工艺参数对Gd2Sn2O7：Eu3＋的物相结构的影响 139

5.4.1 pH值的影响 139

5.4.2 水热反应温度的影响 140

5.4.3 水热反应时间的影响 141

5.4.4 前驱体浓度的影响 143

5.4.5 Eu3＋的掺杂量的影响 144

5.5 高温热处理对Gd2Sn2O7：Eu3＋物相结构与形貌的影响 144

5.5.1 高温热处理对Gd2Sn2O7：Eu3＋的物相结构的影响 145

5.5.2 高温热处理对Gd2Sn2O7：Eu3＋形貌的影响 146

5.5.3 Gd2Sn2O7：Eu3＋的热重-差热分析 146

5.6 Gd2Sn2O7：Eu3＋的光学性能 148

5.6.1 Gd2Sn2O7：Eu3＋的傅里叶变换红外光谱分析 148

5.6.2 Gd2Sn2O7：Eu3＋的拉曼光谱分析 149

5.6.3 Gd2Sn2O7：Eu3＋的光致发光光谱分析 150

5.6.4 高温热处理对Gd2Sn2O7：Eu3＋的光致发光光谱的影响 153

5.7 Gd2Sn2O7：Tb3＋纳米发光材料的共沉淀-水热合成与性能 156

5.7.1 Gd2Sn2O7：Tb3＋纳米发光材料的XRD分析 156

5.7.2 Gd2Sn2O7：Tb3＋纳米发光材料的形貌分析 157

5.7.3 Gd2Sn2O7：Tb3＋纳米发光材料的FT-IR分析 157

5.7.4 Gd2Sn2O7：Tb3＋纳米发光材料的拉曼分析 157

5.7.5 Gd2Sn2O7：Tb3＋纳米发光材料的荧光光谱分析 158

参考文献 161