靜電紡絲技術制備稀土離子摻雜稀土硫氧化物納米材料

稀土硫氧化物作為一類重要的發光基質,具有非常高的光吸收和傳能效率,是一類重要的光功能材料,被廣泛應用在彩色顯示、背光源、生物醫學等領域,是目前光功能材料領域研究的熱點之一。目前稀土硫氧化物納米材料的研究主要集中在納米顆粒領域,而一維或準一維納米材料具有許多新穎的特性,為了深入研究其各種性能,研究制備稀土硫氧化物納米纖維及納米帶的方法是非常必要的。靜電紡絲技術因其具有操作簡單、高效和重復性高等優點,已成為制備一維納米材料的重要方法之一,引起了人們的高度重視。本文中首次采用靜電紡絲法與硫化相結合的方法制備了Ln2O2S:RE3+(Ln=Y,Gd; RE=Eu,Tb,Nd,Yb/Er)納米纖維和納米帶。以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和稀土硝酸鹽為原料,通過溶膠-凝膠過程制備出具有一定粘度的前驅體溶膠,采用靜電紡絲技術制備了PVP/稀土硝酸鹽復合纖維及復合納米帶,經過700℃、8h熱處理得到了相應的稀土氧化物,然后采用雙坩堝法對其進行硫化,得到了Y2O2S:Eu3+、Y2O2S:Tb3+、Y2O2S:Nd3+、 Y2O2S:Yb3+/Er3+、Gd2O2S:Eu3+、Gd2O2S:Tb3+發光納米纖維及納米帶和Gd2O2S:Yb3+/Er3+上轉換發光納米纖維。通過XRD、TEM、SEM、熒光光譜和寬頻介電松弛譜儀等現代材料測試分析技術對樣品進行了表征。結果表明,Ln2O3:RE3+(Ln=Y,Gd;RE=Eu,Tb,Nd,Yb/Er)納米纖維和納米帶屬于立方相,Ln2O2S:RE3+(Ln=Y,Gd;RE=Eu,Tb,Nd,Yb/Er)納米纖維和納米帶屬于六方相。所制得的納米纖維直徑約為60-200nm,納米帶寬度為2-8μm,厚度為80-180nm。獲得了一些有意義的研究結果,為進一步深入研究稀土離子摻雜的稀土硫氧化物發光或者上轉換發光低維納米材料的性質奠定了一定的基礎。