红色长余辉发光纳米管及纳米阵列硬模板可控合成及性能研究

长余辉发光材料的发展和应用对提升我国稀土资源综合利用具有重要作用。红色长余辉材料亮度及余辉时间无法满足实际应用要求，如何提高它的余辉性能是其广泛应用所面临的关键课题，目前研究者主要通过部分改变基质或掺杂敏化来改善余辉性能，而材料形貌对余辉特性的影响没有得到重视。.本项目拟在选择合适硫化方法和避免前驱体与AAO模板高温反应的基础上，分别以Y2O3纳米管和AAO为模板，采用可溶性无机盐溶胶凝胶硬模板法合成Y2O2S:Eu,Mg,Ti红色长余辉发光纳米管及纳米阵列，通过探讨有利于这些纳米管及其阵列可控生长的实验条件，阐明其可控生长原理；通过研究掺杂离子在Y2O2S:Eu,Mg,Ti红色长余辉发光纳米管及纳米阵列中的发光规律及能量传递作用，探索其在Y2O2S:Eu,Mg,Ti晶体中的作用，优化纳米管及其阵列余辉性质，为建立模板法制备红色长余辉发光纳米管及其阵列可控生长的知识框架提供实验和理论依据。

红色长余辉材料亮度及余辉时间无法满足实际应用要求，如何提高它的余辉性能是其广泛应用所面临的关键课题。本项目在选择合适硫化方法和避免前驱体与AAO模板高温反应的基础上，分别以Y2O3纳米管和AAO为模板，合成了Y2O2S:Eu, Mg, Ti红色长余辉发光纳米管及纳米阵列，通过探讨有利于Y2O2S:Eu, Mg, Ti红色长余辉发光纳米管及其阵列可控生长的实验条件，阐明了其可控生长原理；通过研究掺杂离子在Y2O2S:Eu, Mg, Ti红色长余辉发光纳米管及纳米阵列中的发光规律及能量传递作用，探索了其在Y2O2S:Eu, Mg, Ti晶体中的作用，优化纳米管及其阵列余辉性质，为建立模板法制备红色长余辉发光纳米管及其阵列可控生长的知识框架提供实验和理论依据。具体内容如下：(1) 将棒状氢氧化钇前驱体、氧化铕、氧化钛、碱式碳酸镁混合后用碳粉和硫粉混合硫化或石墨坩埚硫化合成了Y2O2S:Eu, Mg, Ti长余辉材料；(2) 通过溶胶凝胶法，将棒状氧化钇前驱体、氧化铕、碱式碳酸镁和钛酸丁酯混合后用碳粉和硫粉混合硫化合成了Y2O2S:Eu, Mg, Ti长余辉材料；(4) 在水热反应前，将Eu、Mg、Ti加入到Y(NO3)3溶液中，使Eu、Mg、Ti在水热反应阶段掺杂进入一维氢氧化钇晶体内部，降低了后期硫化合成一维Y2O2S:Eu, Mg, Ti的温度；(5) 在(4)确定的最佳合成条件的基础上，研究了Eu掺杂量、（Mg, Ti）掺杂量、不同二价离子、不同四价离子对Y2O2S:Eu, Mg, Ti纳米管性能影响；(6) 以氧化铝为模板，乙酰丙酮为络合剂，利用溶胶凝胶模板法制备了Y2O2S:Eu, Mg, Ti长余辉纳米管阵列。(7) 以EDTA为络合剂，用溶胶凝胶模板法制备了Y2O2S:Eu, Mg, Ti长余辉纳米阵列，与乙酰丙酮络合制备的样品相比，EDTA络合溶胶凝胶模板法制备的纳米阵列的余辉时间为17min，比前者长14min；且硫化温度降低了50°C。(8) 以EDTA为络合剂，用溶胶凝胶模板法制备了Y2O2S:Eu, Mg, Ti红色长余辉发光纳米阵列，研究了Eu掺杂量、(Mg, Ti)共掺杂量、不同的二价离子对Y2O2S:Eu, Mg, Ti长余辉纳米阵列性能的影响。项目共发表论文26篇，其中SCI收录18篇，EI收录24篇，申请发明专利4项，授权2项。