低维稀土化合物材料的合成与形貌分析
本论文采用氧化物水化法、草酸铵沉淀法和碳酸盐水热法来合成具有特殊形貌的稀土氢氧化物、草酸钇(铕)铵复盐和碳酸钕结晶，并经高温煅烧得到相应的稀土氧化物。用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、光致荧光光谱(PL)及元素分析等技术研究了结晶产物的物相、外观形貌、化学组成和荧光性质。结果表明：
1.氧化镧、氧化钆、氧化钇与水直接反应形成氢氧化物的能力有很大差别。氧化镧的水化能力最强，用常压沸腾水化处理制备了具有棒状外型的六方相氢氧化镧，其直径为2-3μm，长为5-8μm。氧化钆在水热条件下可与水反应形成氢氧化钆，但速度慢，增加水热处理时间或添加适量碱，可以促进氢氧化钆的形成，得到类似于泡泡果的微米和亚微米级的棒状氢氧化钆。氧化钇在水热条件下不与水直接反应形成氢氧化钇，但在碱性溶液中水热处理可以得到剑形棒状的氢氧化钇。这些棒状氢氧化物在高温下的煅烧产物仍保持棒状结构，说明热分解对产物形貌没有明显改变。
2.氧化钇在含PVA或PEG的碱性溶液中水热处理，得到了管状氢氧化钇，其内径为50nm左右，外径为100-200nm之间，长度为几个微米，管口呈六角形。颗粒表面光滑，分散性好，尤其是在PVA存在下所得的产品管径比更大。
3.氢氧化钇的取向生长特性归因于六方晶体结构的各向异性，在碱性溶液中水热处理得到的是氢氧化钇棒。在表面活性剂存在下，加速了沿纳米棒表面水平方向的生长速度，而中心部位的生长速率小，促进了氢氧化钇纳米管的形成。
4.Y2O3∶Eu纳米管的激发光谱除在240nm处的强峰外，在226nm处出现了另一个强峰，认为是由于Eu3+处于Y2O3∶Eu纳米管的管内和管外时所处的微环境不同所致。其发射光谱为典型的5D0-7Fj(j=0，1，2，3，4)的跃迁发射。611nm处的最强峰是由于强制偶极跃迁(5D0-7F2)。
5.通过草酸钇(铕)铵复盐途径制备得到了Y2O3∶Eu纳米片和块。在pH6.0-7.5范围内沉淀，经800℃煅烧制备出平面尺度在0.6到1.5μm,厚度为50nm左右的Y2O3∶Eu纳米片。而分解由氢氧化钇转化而来的草酸钇铵复盐可以得到边在300-500nm的块状Y2O3∶Eu。其荧光发射光谱与商用Y2O3∶Eu类似，然而其激发光谱则明显不同，在226nm处观察到了强的激发峰。
6.采用碳酸铵沉淀钕料液并经水热处理，得到了钕含量高且晶形良好的碳酸钕。当沉淀比n(NH4)2CO3/nNdCl3为2时，得到片状水菱钇型碳酸钕，氧化钕含量在60％以上；当沉淀比为1.5，在150℃水热1h时，得到长条棒状正交型NdOHCO3连生结晶，其氧化钕含量高于70％。降低碳酸铵加料比，提高水热温度或延长水热处理时间均有助于高钕含量碱式碳酸钕NdOHCO3的形成。
氧化稀土;氢氧化稀土;水热结晶;纳米棒;碳酸钕;草酸钇铵复盐;形貌
南昌大学
硕士
无机化学
李永绣
2006
中文
O612.3
55
2007-07-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）