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批准号 |
50572033 |
项目名称 |
掺杂稀土纳米发光材料及表面修饰的研究与应用 |
项目类别 |
面上项目 |
申请代码 |
E0207 |
项目负责人 |
杨桦 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
吉林大学 |
研究期限 |
2006-01-01 至 2008-12-31 |
支持经费 |
30(万元) |
利用化学法制备新型掺杂稀土纳米发光材料及对荧光粉表面的修饰,包覆抗紫外线照射的化合物。探讨样品的合成机理,研究化学组成与样品结构性能的内在关系。利用光谱实验研究样品的光学性能,如:纳米晶的激发、辐射和无辐射过程中,掺杂离子的特征发光性能和发光效率;纳米晶本征电子激发态与掺杂离子电子态的相互作用;影响掺杂离子激发态寿命的各种机制;纳米晶的颗粒大小对这些相互作用的影响。开发新型的发光材料。
稀土发光材料主要有三种制备方法,它们是: 1.气相法:包括气体冷凝法、真空蒸发法、溅射法、化学气相沉积法(CVD)、等离子体法、化学气相输运法等。 2.固相法:包括高温固相合成法、自蔓延燃烧合成法(S...
稀土材料是比较新的夜光粉。 还有比较早的(国内比较晚),氚光产品,既氢的同位素,他本身不发光,但他衰变产生的辐射可以让某些发光体发光,比如比较老的硫化物(硫化锌等)或新点的稀土材料粉。 ...
能够以某种方式吸收能量,将其转化成光辐射(非平衡辐射)物质叫做发光材料。 发光材料的发光方式是多种多样的,主要类型有:光致发光、阴极射线发光、电致发光、热释发光、光释发光、辐射发光等。 无机材料 无...
多色发光及掺杂白色发光新型纳米材料
最近,中科院化学所用改进的物理气相沉积法制备了具有多色发光性质的有机小分子纳米带及其组装体。研究中发现,在溶液以及非晶薄膜中发蓝光的有机小分子五苯基环戊二烯(PPCP)被制成结晶的一维纳米带组装体之后,出现了多重发光性。
碳基纳米发光材料取得系列进展
碳基纳米发光材料由于具有优异的荧光特性、生物相容性、易修饰性、制备过程简单等特点,在生物标记、医学诊疗、化学/生物传感及光电器件等领域表现出巨大的应用潜力。尽管近些年碳纳米基制备和应用方面取得了很多重要进展,然而在对其发光性能调控及实际应用方面仍有很有问题亟待解决。
第1章绪论1.1纳米结构单元
1.2纳米结构单元的特性
1.3纳米粉体及纳米结构单元的应用
1.3.1纳米半导体在光催化方面的应用
1.3.2在微波吸收方面的应用
1.3.3纳米无机填料在高分子材料中的应用
1.3.4纳米添加剂在涂料方面的应用
1.4纳米复合材料
1.5纳米粉体的表面修饰与改性
1.5.1纳米粉体的表面改性技术
1.5.2影响粉体表面化学改性效果的主要因素
1.5.3表面改性效果的评价
1.5.4纳米粒子的分散技术及分散性表征
1.5.5纳米粒子的表面改性实例
第2章无机纳米材料的表面修饰改性方法及其改性工艺设计
2.1无机纳米材料的表面修饰改性方法
2.1.1液相包覆改性--纳米粒子表面无机改性
2.1.2有机物包覆改性--纳米粒子表面有机改性
2.2纳米粉体表面改性剂
2.2.1偶联剂
2.2.2表面活性剂
2.2.3不饱和有机酸及有机低聚物
2.2.4有机硅
2.2.5水溶性高分子
2.2.6无机表面处理剂
2.3纳米粉体的改性方案设计
2.3.1催化材料--负载型TiO2/Al2O3光催化剂
2.3.2微波吸波涂料
2.3.3有机/无机复合材料
2.3.4超细绢云母导电填料
2.4实验材料与设备
2.4.1实验材料和化学试剂
2.4.2试剂预处理
2.4.3实验设备
2.5表征方法与性能测试
2.5.1改性粉体表征
2.5.2性能测试
第3章纳米粉体的微乳液改性及TiO2/Al2O3的光催化特性
3.1引言
3.2TiO2光催化降解有机废水的原理
3.2.1TiO2的光催化原理
3.2.2掺杂纳米TiO2的催化机理
3.3Al2O3表面无机沉积包覆TiO2
3.3.1W/O微乳液法制备纳米微粒的原理
3.3.2Al2O3表面无机沉积包覆TiO2
3.4UV-Vis光谱分析
3.5光催化性能
3.5.1不同离子掺杂对TiO2/Al2O3光催化性能的影响
3.5.2掺杂量对TiO2光催化性能的影响
3.5.3pH值对掺杂TiO2/Al2O3光催化效果的影响
3.5.4光照时间对甲基橙脱色率的影响
3.5小结
第4章表面有机化改性及改性粉体的物性
4.1概述
4.2纳米粒子的团聚机理与分散方法
4.2.1纳米粉体的颗粒形态和团聚机理
4.2.2防止纳米粉体团聚的途径和方法
4.2.3纳米粉体分散稳定理论
4.3无机填料对填充改性材料性能的影响
4.3.1填充材料的性质
4.3.2粉粒状填料在聚合物中的分散状态
4.3.3纳米微粒与聚合物基体的界面
4.3.4界面的作用及作用机理
4.3.5填料与树脂基体的复合结构
4.4纳米氧化铝粉体表面偶联改性
4.4.1水解条件对偶联作用的影响
4.4.2偶联条件对偶联效果的影响
4.4.3改性纳米氧化铝的红外光谱分析
4.4.4偶联剂修饰对纳米氧化铝性能的影响
4.5纳米氧化铝粉体表面预接枝聚合改性
4.5.1聚合条件对有机物包覆率的影响
4.5.2反应条件的选择
4.5.3聚合包覆改性纳米氧化铝的红外光谱分析及其改性机理
4.5.4氧化铝/PMMA复合物
4.6超细绢云母粉体表面偶联剂改性
4.6.1水解条件对绢云母粉偶联改性的影响
4.6.2偶联条件对偶联包覆率的影响
4.6.3偶联改性云母粉的红外光谱分析
4.6.4偶联剂修饰对绢云母性能的影响
4.7超细绢云母表面预接枝聚合改性
4.7.1聚合条件对有机物包覆率的影响
4.7.2聚合物包覆绢云母粉的红外光谱分析及其改性机理
4.7.3绢云母/PMMA复合物
4.8小结
第5章粉体表面化学镀改性及碳化硅纳米吸波剂的性能
5.1引言
5.2粉体表面化学镀改性原理
5.3纳米SiC粉体表面化学镀改性
5.3.1纳米SiC镀前预处理
5.3.2化学镀改性
5.4表面有机物改性
5.4.1有机物改性的金属化SiC的热分析(N2气氛,10℃/min)
5.4.2有机物改性的金属化SiC的IR分析(KBr压片法)
5.4.3有机物改性对碳化硅分散性能的影响
5.5改性SiC吸波涂料的性能
5.6小结
第6章碳纳米管化学镀改性及其吸波性能
6.1引言
6.2碳纳米管表面化学镀改性
6.2.1碳纳米管的镀前预处理
6.2.2化学镀
6.3表面有机化改性
6.3.1改性碳纳米管复合物的热分析(TGA-DSC,N2气氛,10℃/min)
6.3.2改性碳纳米管复合物的IR分析(KBr压片法)
6.3.3有机物改性对碳纳米管及其金属复合物的分散性能的影响
6.4吸波涂料的性能--表面金属化改性对CNTs吸波剂性能的影响
6.5小结
第7章导电绢云母及其导电涂料的性能
7.1引言
7.2导电涂料
7.2.1概述
7.2.2导电涂料的组成
7.2.3导电机理及影响涂料导电性能的因素
7.3绢云母表面化学镀改性
7.3.1镀前预处理
7.3.2化学镀
7.4导电涂料的性能
7.4.1导电涂料的表面电阻率
7.4.2导电涂料的屏蔽系数
7.5小结
参考文献
薛茹君博士学位论文研究工作是在吴玉程教授的指导下完成的,本论文基于研究的结果总结而成。此研究得到国家自然科学基金(20571022)、教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20060359011)、安徽省"十五"科技攻关项目(01402007)等资助,围绕不同纳米结构单元的表面修饰与改性、改性后纳米结构单元的物性等内容进行研究,试图为不同纳米结构(包括纳米粉体、准一维纳米结构等)的表面修饰、改性以及分散提供新的方法,发挥纳米结构的功能特性(如光催化、微波吸收等),为纳米材料的应用奠定基础。
一、稀土发光材料的发光机理
稀土化合物有三大功能:光、电、磁。其中发光是最突出的功能。市场上现有的稀土产品中,发光材料的价格和产值都具有明显的优势。
稀土发光的发光机理是稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道,当4f电子从高能级以辐射方式跃迁至低能级时就发出不同波长的光。
稀土发光的优势有:
1.色纯度高
2.吸收能力强
3.色彩鲜艳
4.转换效率高
5.荧光寿命从纳秒跨越到毫秒的数量较多
6.物力和化学性质较稳定
7.耐高温能力强
8.可发射的光谱类型多
二、稀土发光材料的应用
稀土阴极射线发光材料的应用稀土阴极射线发光材料是应用较为广泛的发光材料之一。它主要应用于示波器、电视机、计算机、雷达等的显示器和荧光屏。其中荧光粉在彩色电视机中发展的最快。主要包括红色荧光粉、绿色荧光粉、蓝色荧光粉等。以红色稀土红色荧光粉为例,Y2O2S:EU3+性质,为白色晶体,不溶于水、熔点高,主要应用于彩色电视机。随着科技的不断发展,近年来又出现了一系列不同类型的阴极射线发光材料。
稀土光致发光材料的应用光致发光是指利用可见光、红外光和紫外光材料产生的发光现象。具有这种性能的材料为光致发光材料。光致发光材料主要有紧凑型荧光灯用稀土三基色荧光粉、高压汞灯用稀土荧光粉、稀土金属卤化物灯荧光粉、稀土长余辉发光材料、稀土激活的长余辉发光材料等,主要应用于电影、电视的拍摄、室内照明、军事设施等。
稀土电致发光材料的应用电致发光是指稀土材料在电场作用下的发光。换句话说,它的发光过程就是将电能转化为光能的过程。电致发光材料在生产中的应用非常广泛,它能够对化合物进行化学修饰,从而改变其发射波长,协调发光的颜色。同时,实现各种颜色的发光。
稀土X射线发光材料的应用稀土X射线发光材料是指通过X射线而发光的材料。它主要分为两种类型:一是X射线透使用的荧光粉,二是X射线拍照用的增感屏荧光粉。具体应用主要有计算机X射线摄影、X光胶片数字化扫描仪、线阵探测器数字化X射线机等。
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