稀土氫氧化物大單晶的水熱法制備及性質(zhì)研究.pdf

1、本論文的研究?jī)?nèi)容主要包括兩個(gè)部分:通過(guò)簡(jiǎn)單的固體KOH輔助水熱合成法盡可能制備多種稀土氫氧化物大單晶，為了得到盡可能大的稀土氫氧化物單晶，進(jìn)行一系列的條件實(shí)驗(yàn)，確定水熱合成的較佳反應(yīng)條件;采用粉末X射線衍射(XRD)、四圓單晶衍射、X射線光電子能譜(XPS)分析、傅里葉紅外光譜(FTIR)分析和場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)等手段對(duì)大單晶樣品的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征和分析;提出稀土氫氧化物大單晶可能的形成機(jī)理。研究稀土氫氧化物大單晶的光致發(fā)光

2、性能和磁性質(zhì)，為它們?cè)诎l(fā)光材料和磁性材料中的實(shí)際應(yīng)用提供依據(jù)。論文的主要研究成果總結(jié)如下:
　　1、采用固體KOH輔助水熱合成法成功地制備了Gd(OH)3、Eu(OH)3、 La(OH)3、Pr(OH)3、Nd(OH)3、Sm(OH)3和Tb(OH)3等七種長(zhǎng)度為幾毫米不等的稀土氫氧化物棒狀晶體，合成方法簡(jiǎn)單，對(duì)于合成其他氫氧化物大單晶具有借鑒作用。以Gd元素和Eu元素為例的條件實(shí)驗(yàn)表明，要想制備盡可能大的Gd(OH)3和Eu(O

3、H)3單晶，較佳的實(shí)驗(yàn)條件為:反應(yīng)溫度280℃、反應(yīng)時(shí)間7天、1.5 mmol的起始反應(yīng)物Gd2O3或Eu2O3固體以及過(guò)飽和KOH溶液，在實(shí)驗(yàn)條件下相對(duì)于KOH飽和溶液的KOH固體過(guò)飽和量大約為0.4 mol。使用XRD、四圓單晶衍射、XPS、FTIR、FESEM等方法對(duì)制備的產(chǎn)物進(jìn)行了表征，結(jié)果表明晶體都為純相，結(jié)晶度較好，Gd(OH)3和Eu(OH)3大單晶的形貌接近于六棱柱。以Gd(OH)3大單晶為代表，提出了稀土氫氧化物大單晶

4、可能的形成機(jī)理，揭示了過(guò)量的KOH固體對(duì)于本論文所述水熱合成反應(yīng)的重要意義。
　　2、采用X射線熒光光譜儀對(duì)Gd(OH)3和Eu(OH)3大單晶的光致發(fā)光性質(zhì)進(jìn)行了研究，而磁性質(zhì)是采用超導(dǎo)量子干涉儀(SQUID)進(jìn)行測(cè)量的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:氫氧化釓大單晶在273 nm波長(zhǎng)的激發(fā)光激發(fā)下，于311nm處發(fā)射了紫外光，屬于窄譜紫外線B，它對(duì)于皮膚疾病的治療有一定的療效，因而Gd(OH)3大單晶有望應(yīng)用于光療燈，摻雜了Dy3+或Sm3+或