新型铕掺杂多钒酸镧同质异型结构的生长机制和荧光特性

稀土掺杂多钒酸镧晶体具有良好的紫外和真空发光特性，有望成为彩色等离子平板显示（PDP）用荧光粉。项目以模板剂辅助溶剂热法合成Eu掺杂六种多钒酸镧红色荧光材料为对象，研究溶剂种类与极性、模板剂类型和含量、pH、反应物配比、配位阴离子、反应温度与时间以及超声和微波技术对多钒酸镧的结构、维度和尺寸等影响规律和工艺条件，建立多钒酸镧同质异型结构的生长机制；用F?rster-Dexter（F-D）、Judd-Ofelt (J-O)理论和拟合吸收光谱法探索新型同质异型荧光材料的能量转递、载流子迁移、辐射或无辐射跃迁速率、荧光分支比、荧光发射截面以及荧光寿命，获取Eu掺杂多钒酸镧的荧光特性，阐明发光机理，建立Eu掺杂多钒酸镧红色荧光晶体的"微结构-形貌-荧光性能"的相关性，实现该体系结构与光学性能的人工裁剪和性能调控，为新型稀土掺杂多钒酸镧的合成和开发应用提供理论基础和实验基础。

稀土掺杂多钒酸镧具有良好的紫外和发光特性，其物相和形貌的模板法调控能扩宽其光响应范围，这已成为新材料研究的热点。本项目着力于铕掺杂多钒酸镧、镝掺杂钒酸镧（钇）、磷酸钒锂、镧（铜）掺杂钒（钨、钼）酸铋等晶体的可控设计、生长机制及其内在规律。研究发现，CTAB辅助研磨-溶胶法可制备高比表面（179.5 m2/g）的LaVO4: Eu3+介孔，其红光发射 (5D0→7F2)强于其它产品；葡萄糖辅助水热法适合四方相LaVO4:Eu3+球状荧光粉的生成，其色纯度和电偶极跃迁强度（5D0→7F2）提高；pH调控乙二胺-水混合热体系制备高纯La3VO7:Eu3+和La2VO7:Eu3+晶体，红光发射强于LaVO4:Eu3+ (λex=280nm)；醇-水混合溶剂适合一维棒状（单元醇）或多面体（多元醇）掺镝钒酸镧（钇）晶体的生长，兼有黄光发射(4F9/2—6H13/2)和蓝光发射(4F9/2—6H13/2)，最大黄蓝光强度比达1.039、最小能带隙为3.43eV；研磨-溶胶-凝胶法获得的介孔磷酸钒锂和掺锰磷酸钒锂/碳纳米晶均具有较高的放电效率（92.69%）；水热法制备出La掺杂BiVO4微米饼，加入葡萄糖后变为微米球，能带隙≤2.4eV，可见光高效降解亚甲基蓝溶液的速度常数k为5.63×10-2min-1，而CTAB会诱导Cu/BiVO4微米片的生长，厚度可控于200-300nm内，对亚甲基蓝完全光解的速度常数为5.89 × 10-2 min-1；弱碱水热体系适合La掺杂BiVO4微米饼和LaVO4:Bi3+纳米晶生长，晶粒尺寸在50-80 nm内，最小能带隙为2. 02eV，光催化活性高；柠檬酸辅助水热法制备Bi2WO6纳米片，而CTAB辅助丙三醇-水混合溶剂热得到蛋挞状Bi2WO6晶体，最小的能带隙是2.48eV，展示出最稳定、最高效的光解甲基橙的活性；此外，乙醇-水混合溶剂适合稀土掺杂LaPO4纳米棒的生长，CTAB辅助水热法获得立方萤石结构CeO2:Eu3+纳米晶和六方相晶LaF3:Tb3+,Ce3+纳米晶，分别具有较强的橙红光发射和磁偶极跃迁（绿光）。本项目获授权发明专利1件，申请专利4件， SCI收录论文8篇、EI收录论文7篇，其它论文 8篇。博士毕业1人、硕士3人。该研究成果在新型稀土掺杂晶态材料的设计及其光电器件应用等领域具有重要的指导意义。