● 摘要
近年来随着纳米技术的发展，对荧光检测不会产生背底干扰的稀土上转换发光材料引起了人们的注意。在水相中合成的NaYF4:Yb,Er/Tm纳米材料是目前科学工作者发现的发光效率最大的上转换材料。本论文成功地制备了双稀土掺杂的NaYF4:Yb,Er/Tm纳米材料及NaYF4:Yb,Er/Tm-TiO2复合材料，并通过透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱仪（Raman）、傅立叶红外分光光度计（FT-IR）和上转换光致发光光谱仪（PL）等手段对样品的形貌、晶相、表面光谱和上转换发光能力进行了表征。本文采用水热合成法和常温共沉淀法，合成了双稀土掺杂的NaYF4:Yb,Er/Tm纳米材料。在以油酸为表面活性剂的水热合成条件下，认为反应温度、时间和RE3+:F-摩尔比这三者对产物晶型的变化具有协同效应，即只有当温度较低、RE3+:F-摩尔比例较小以及反应时间很短时，才能生成立方晶相产物，当其中一个因素发生改变，就有发生立方晶相向六方晶相转变的可能，其中以反应温度对晶相转变的影响最大；在常温共沉淀法合成条件下，通过XRD测试表明：不论以何种表面活性剂或络合剂，制备得到的NaYF4:Yb,Er/Tm均为立方晶相，且FT-IR结果显示产物表面都有一定数量的有机基团存在，受其影响，这样得到的立方相样品经过上转换荧光FL测试证明：只有经过高温煅烧，产物由立方晶相转变为六方晶相后才具有上转换发光能力。通过水热掺杂和转化合成，实验制备得到了NaYF4:Yb,Er/Tm-TiO2复合材料。确定合成最佳形貌产物的条件：取3.5 g洗至中性的NTO置于反应釜中，加入总量为0.0026 mol的稀土硝酸盐溶液在120 ℃的水热条件下反应20 h，之后再在上述反应体系中加入NaF溶液并于160 ℃下反应20 h。上转换荧光测试结果显示，随着稀土离子投料摩尔总量不断增大，产物的上转换发光也不断增强；并可通过不断调整三种稀土离子Y3+、Yb3+、Er3+的原始投料比，得到发光强度可控的NaYF4:Yb,Er-TiO2复合材料。