铽掺杂钨酸锌长余辉纳米材料

长余辉材料是指能够吸收和储存外界光辐照的能量,然后在室温下可缓慢地以可见光的形式释放这些能量的材料。长余辉材料是一种符合二十一世纪发展要求的新型功能材料,具有高效、节能、绿色、环保的特点,其应用范围也从照明、装饰扩展到了通讯、显示和存储等领域。

随着长余辉玻璃材料的不断开发,各种新型材料的不断涌现,目前研究较多的为硫化物、卤化物、铝酸盐、硅酸盐、磷酸盐和硼酸盐等体系,但以钨酸盐为基质的长余辉材料未见报道。

铽掺杂的钨酸锌长余辉纳米材料图片

钨酸盐是一种重要的上转化发光材料的基质,例如钨酸锌,就有学者曾报道过ZnWO4单晶制成、上转换发光激光材料。为了近一步研究钨酸锌的上转换化光性能,近来,有学者将铽掺杂至钨酸锌里,制成铽掺杂钨酸锌长余辉纳米材料,其实验过程包括:

1) 基片处理:将玻璃片放入含3mol/L H2SO4和9mol/LH2O2的混合水溶液中浸泡2小时,处理后的玻璃片依次放入丙酮及无水乙醇中各自超声处理15min,超声振荡的频率为 20~50kHz,然后用蒸馏水洗涤,自然晾干备用;

2) ZnO种子膜的制备:取0.5g醋酸锌溶于100ml无水乙醇中,搅拌制得均匀透明的拉膜溶液,采用浸渍提拉法,将玻璃片浸入拉膜溶液中10min,然后以1cm/min的速度匀速拉出,于干燥箱60℃烘干小时,按上述方法反复涂膜3次,将涂膜后的玻片放入马弗炉中450℃焙烧1小时,制得ZnO种子膜;

3)铽掺杂的钨酸锌纳米棒阵列的生长液的配制:按摩尔比硝酸锌∶硝酸铽=1∶0.1,溶于蒸馏水制成0.002mol/L的硝酸盐水溶液,按摩尔比硝酸锌与硝酸铽总量∶钨酸钠=1∶1,在硝酸盐溶液中引入钨酸钠,以200r/min的速度磁力搅拌1小时,形成悬浊液,再按硝酸锌∶六次甲基四胺摩尔比为1∶1,引入表面活性剂六次甲基四胺,以200r/min的速度磁力搅拌1 小时,并用3.0mol/L的硝酸溶液调节pH值至2,使得悬浊液中沉淀溶解,形成透明的生长液。

4)铽掺杂的钨酸锌纳米棒阵列的生长:载有ZnO种子膜的玻璃片平放入生长液中,并控制生长液的水浴温度为60℃,生长24小时后,取出玻璃片,用蒸馏水洗涤,于干燥箱80℃烘干48小时,即得到具有发光性能的铽掺杂的钨酸锌纳米材料。

铽是镧系元素中的一员,属稀土金属,它在农业、工业、畜牧业、医药卫生、高新技术产业等领域得到广泛应用,鋱的加入使得钨酸锌吸收和储存外界光辐照的能力大幅强化,长余辉发光性能突飞猛进。

 

 

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