图书分类号:064 单位代码：10110学 号 ： S20100185硕 士 学 位 论 文聚合物模板法制备稀土微纳米材料及其性能研究指导教师（姓名、职称） 酒红芳、副教授申请学位级别 理学硕士专业名称 高分子化学与物理论文提交日期 2013 年 月 日论文答辩日期 2013 年 5 月 25 日学位授予日期 年 月 日论文评阅人答辩委员会主席2013 年 5 月 20 日原 创 性 声 明本 人 郑 重 声 明 ： 所 呈 交 的 学 位 论 文 ， 是 本 人 在 指 导 教 师 的 指 导 下 ，独 立 进 行 研 究 所 取 得 的 成 果 。 除 文 中 已 经 注 明 引 用 的 内 容 外 ， 本 论 文不 包 含 其 他 个 人 或 集 体 已 经 发 表 或 撰 写 过 的 科 研 成 果 。 对 本 文 的 研 究作 出 重 要 贡 献 的 个 人 和 集 体 ， 均 已 在 文 中 以 明 确 方 式 标 明 。 本 声 明 的法律责任由本人承担。论文作者签名： 日期：关于学位论文使用权的说明本 人 完 全 了 解 中 北 大 学 有 关 保 管 、 使 用 学 位 论 文 的 规 定 ， 其 中 包括：学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件； 学 校 可 以 采 用 影 印 、 缩 印 或 其 它 复 制 手 段 复 制 并 保 存 学 位 论 文 ； 学 校 可 允 许 学 位 论 文 被 查 阅 或 借 阅 ； 学 校 可 以 学 术 交 流 为 目 的 ， 复制 赠 送 和 交 换 学 位 论 文 ； 学 校 可 以 公 布 学 位 论 文 的 全 部 或 部 分 内 容（ 保 密 学 位 论 文 在 解 密 后 遵 守 此 规 定 ）。签 名： 日 期 ：导师签名： 日 期 ：中 北 大 学 学 位 论 文摘要模 板 法 具 有 直 接 、 简 单 、 高 效 等 优 点 ， 使 用 模 板 法 来 制 备 中 空 结 构 微 纳 米 材 料 是制 备 中 空 稀 土 发 光 材 料 的 一 种 有 效 方 法 。 因 此 在 化 学 制 备 和 合 成 新 的 功 能 材 料 方 面 ，模 板 法 将 会 有 更 加 广 阔 的 应 用 前 景 。 本 论 文 通 过 采 用 聚 合 物 (PS 或 MF)作 为 模 板 并 结合 水 热 法 来 制 备 中 空 稀 土 发 光 微 球 ， 分 别 对 形 貌 控 制 合 成 和 荧 光 性 能 进 行 了 系 统 全 面的 研 究 ， 并 得 到 了 预 期 的 实 验 结 果 。 主 要 研 究 结 果 总 结 如 下 ：成 功 地 利 用 聚 合 物 微 球 作 为 模 板 再 通 过 煅 烧 大 规 模 制 备 出 了 中 空 Y2O3:Tb3+微球 ， 其 XRD 中 的 峰 值 与 纯 的 立 方 相 的 Y2O3一致。透 射 电 子 显 微 镜 和 扫 描 电 子 显 微 镜图 像 表 明 ， 空 心 微 球 的 平 均 直 径 约 1.3m， 壳 层 的 厚 度 约 50nm。 在 紫 外 光 激 发 下 ， 产物 在 544nm 发射出强的绿色荧光。最佳的 Tb3+掺 杂 浓 度 为 3%(摩 尔 浓 度 )， 它 具 有 最 高的 荧 光 强 度 。 这 个 研 究 还 表 明 ， 800 煅 烧 温 度 可 以 得 到 较 高 的 发 光 效 率 。利 用 PS/Y(OH)CO3:Eu3+作 为 前 驱 体 成 功 地 制 备 出 了 中 空 YPO4:Eu3+微 球 。 整 个 过程 主 要 是 由 水 热 反 应 和 煅 烧 组 成 。 用 YPO4:Eu3+中 空 微 球 的 特 征 通 过 XRD、 SEM、TEM、 PL 等 进 行 了 表 征 。 对 其 形 成 机 理 也 进 行 了 分 析 。 获 得 的 中 空 YPO4:Eu3+微 球具 有 较 高 的 化 学 稳 定 性 和 发 光 性 能 ， 因 此 在 细 胞 生 物 学 、 药 物 释 放 和 诊 断 有 潜 在 的 应用 。通 过 均 相 沉 淀 法 并 利 用 三 聚 氰 胺 甲 醛 树 脂 (MF)胶 体 微 球 作 为 模 板 ， 在 无 需 热 处 理的 条 件 下 成 功 的 制 备 出 了 中 空 YVO4:Eu3+微 球 。 通 过 XRD、 SEM、 TEM、 PL、 荧 光衰 减 等 对 产 物 的 形 成 、 形 态 及 发 光 性 能 进 行 了 表 征 。 XRD 结 果 表 明 ， 掺 杂 的 样 品 具有 较 高 的 结 晶 性 ， 并 表 明 其 为 纯 的 四 方 相 YVO4。 在 紫 外 光 激 发 下 ， YVO4:Eu3+样 品表 现 出 强 烈 的 红 光 。关键词：模板、稀土、中空微球、发光材料中 北 大 学 学 位 论 文AbstractThe template method is an effective method for the preparation of hollow rare earthluminescent materials due to its direct, simple and efficient advantages. It will have broadapplication prospects in chemical preparation and synthesis of new functionalmaterials.This dissertation focuses on the preparation of hollow rare earth luminescentmicrospheres via a hydrothermal route using polymer (PS or MF) as a template. Themorphology-controlled synthesis and fluorescence properties of the products were studiedwidely and the anticipated experimental results have been obtained. The main content is asfollows.Y2O3:Tb3+ hollow microspheres have been successfully prepared on a large scale withpolystyrene microspheres as templates followed by subsequent calcination. All X-raydiffraction peaks can be indexed to the pure cubic phase of Y2O3. Transmission electronmicroscopy and scanning electron microscopy images indicate that the average size of thehollow spheres is ca.1.3 m and the thickness of the shells is ca. 50 nm. The microspheresshow a strong green emission corresponding under ultraviolet excitation.The optimum Tb3+concentration was 3 mol% to obtain the highest photoluminescence intensity. This studyindicates that a calcining temperature of 800 is needed for high luminescence efficiency.YPO4:Eu3+ hollow microspheres were synthesised by using the spheres ofPS/Y(OH)CO3:Eu3+ as a precursor. The whole process mainly consists of the hydrothermalreaction and calcination. The YPO4:Eu3+ hollow spheres were characterised by X-raydiffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy andphotoluminescence. The formation mechanism was also investigated. The obtainedYPO4:Eu3+ hollow spheres may have potential applications in cell biology, drug releaseand diagnosis, because of high chemical stability and luminescence functionality.YVO4:Eu3+ hollow microspheres have been successfully fabricated via a urea-basedhomogeneous precipitation method in the presence of colloidal melamine formaldehyderesin (MF) microspheres as templates,without heat treatment. X-ray diffraction (XRD),中 北 大 学 学 位 论 文scanning electron microscopy(SEM), transmission electron microscopy(TEM),photoluminescence(PL) spectra, and the kinetic decay were employed to examine theresulting phase formation, morphology and luminescent properties. The XRD result revealsthat the doped sample is of high crystallization which is assigned to the pure tetragonalphase of YVO4. Upon excitation by ultraviolet excitation, the YVO4:Eu3+ sample showsstrong red light emission.Keywords: template、 rare earth、 hollow microspheres、 luminescent materials中 北 大 学 学 位 论 文目 录1 绪 论 . 11.1 纳 米 材 料 .