稀土掺杂发光
稀土掺杂光电材料的光谱特性

稀土掺杂光电材料的光谱特性稀土掺杂光电材料,这可真是个有趣又神秘的领域!我还记得有一次参加学术研讨会,遇到了一位研究稀土掺杂光电材料的专家。
他在台上激情洋溢地讲解着,那专注的神情让我深受触动。
当时台下的我,心里充满了好奇和期待,渴望能更深入地了解这个奇妙的世界。
咱们先来说说啥是稀土掺杂光电材料吧。
简单来讲,就是把稀土元素掺入到一些基础的光电材料里,然后就像给这些材料注入了神奇的魔法一样,它们的性能就发生了巨大的变化。
稀土元素,那可是材料界的宝贝疙瘩。
比如说镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)等等,它们各自都有着独特的电子结构和光学特性。
当这些稀土元素被掺杂进光电材料中,光谱特性就变得丰富多彩起来。
就拿发光特性来说吧,掺杂后的材料发光颜色那叫一个绚烂,红的、绿的、蓝的,简直就像一个五彩斑斓的光的调色盘。
而且,它们发光的强度和效率也大大提高了,这在照明、显示等领域可是有着巨大的应用潜力。
再说说吸收特性。
原本普通的光电材料可能对某些波长的光吸收不太好,但稀土掺杂之后,情况就大不一样啦。
它们就像一个个精准的小猎手,能更有效地捕捉各种波长的光,提高了对光能的利用效率。
比如说,在太阳能电池中,稀土掺杂的光电材料能够吸收更宽范围的太阳光,从而提高电池的转化效率。
这意味着我们未来的太阳能设备可能会更加高效,为我们的生活带来更多的清洁能源。
还有一个有趣的现象,就是稀土掺杂光电材料的荧光寿命也会发生变化。
有的变得更长,有的变得更短。
这就好像是在控制光的“停留时间”,为不同的应用场景提供了更多的可能性。
在实际应用中,研究稀土掺杂光电材料的光谱特性可不是一件轻松的事儿。
科研人员需要进行大量的实验和测试,不断调整掺杂的比例、工艺条件等等。
我曾经参观过一个实验室,看到科研人员们穿着白大褂,戴着护目镜,在各种精密仪器前忙碌着。
他们的眼神中充满了专注和执着,为了得到更准确的数据,一遍又一遍地重复着实验,那种严谨的态度真的让人敬佩。
稀土发光材料的分类

稀土发光材料的分类
1. 有机稀土发光材料,哎呀,这就好比是夜空中闪烁的星星!想想那些会发光的玩具,很多就是用了有机稀土发光材料呀。
像我们常见的荧光棒。
2. 无机稀土发光材料,嘿,这不就是科技界的小明星嘛!你看那些漂亮的节能灯,里面不就有它的身影嘛,比如稀土荧光灯。
3. 稀土掺杂发光材料,哇塞,这就像是给材料注入了神奇的魔法!好比给蛋糕加上了最漂亮的装饰,能让材料焕发出独特的光彩。
像一些特殊的防伪标志就是用的稀土掺杂发光材料呢。
4. 稀土配合物发光材料,嘿呀,这可真是个神奇的存在!就像是一场完美的团队合作,产生让人惊叹的效果。
比如在一些生物检测中就会用到它哦。
5. 纳米稀土发光材料,哎呀呀,这可是材料世界里的小精灵呀!就好像是微观世界里的璀璨宝石。
像一些高级的显示屏幕中就有纳米稀土发光材料在发挥作用。
6. 固态稀土发光材料,哇哦,这可是不折不扣的实力派!如同坚固的堡垒一般。
常见的一些荧光粉就是固态稀土发光材料呢。
7. 稀土上转换发光材料,嘿,这家伙可有着神奇的本领呢!就像是能把不可能变为可能,能将低能量的光转化为高能量的光。
比如在一些特殊的光通信领域就用到了它呀。
我觉得稀土发光材料真的是太神奇、太重要了,给我们的生活带来了这么多的惊喜和便利!。
稀土发光材料的应用

稀土发光材料的应用
稀土发光材料是指通过稀土元素掺杂后引入的缺陷能级,使材料在光激发下发生能级跃迁而发光的材料。
下面是稀土发光材料的应用:
一、发光材料
稀土发光材料可以应用于照明、显示、信息传输等领域。
比如,氧化铈中的氧空位能被Eu3+、Tb3+、Sm3+等元素作为宿主掺入,形成的材料可发出蓝、绿、红光,可以用于制备白光发光材料。
二、激光材料
稀土发光材料可以用于制备激光器。
比如,利用掺铒光纤和掺铒光纺织品,可以制备出具有985nm高能量激光输出的掺铒光纤激光器和几乎纯绿光输出的掺铒光纺织品激光器。
三、太阳能电池材料
稀土发光材料还可以用于制备太阳能电池。
比如,利用掺钕低聚物复合电解质,在太阳光的作用下,钕离子能够吸收能量,从而提高太阳能电池的转化效率。
四、光催化材料
稀土发光材料可以用于制备光催化材料。
比如,添加掺铈或掺钕的TiO2材料,在紫外光作用下能够吸收氧气,形成氧化亚氮和羟基自由基,从而具有良好的光催化性能。
五、生物传感材料
稀土发光材料还可以用于生物传感。
比如,利用荧光探针的特性,可以在细胞分子层面上进行生物分析和检测,稀土发光体系中的长发射寿命和独特的能量级分布也使其在分子分析中具有广泛的应用前景。
综上所述,稀土发光材料的应用领域十分广泛,具有重要的科学研究价值和应用前景。
掺稀土发光材料工艺类文献综述

文献综述课题名称:掺杂的稀土发光材料的研究课题类型:工程设计姓名:学号:学院:专业:年级:级指导教师:2011年12月30日掺杂的稀土发光材料的研究中文摘要简述掺杂稀土发光材料的发展进程及趋势,掺杂稀土三基色发光荧光粉的发现及对其组成、技术现状、还需重大突破的问题和技术研究发展方向。对阴极射线管荧光粉的兴起和衰落作了简单描述,阐述了稀土与有机和无机化合物掺杂形成发光材料的制作工艺,分析稀土掺杂浓度与稀土发光强弱的的关系。重点介绍氟化物转换发光材料方面的研究,如用水热法合成不同掺杂浓度Er3+ 、Tm3+ 和Yb3+ 的YLiF4 材料并研究Er3+ 、Tm3+ 和Yb3+ 在材料中的光吸收,同时在980 nm 红外光激发下样品的上转换发光特性。利用正己醇或正己烷制成W/O微乳反胶团体系制备Gd2o3:Yb,Er上转换材料,在980nm 的红外光激发下,改变掺杂元素Yb和Er的比例,观察发现氧化物粉体发射出绿色和红色比例的上转换荧光,并分析其发生的原因。而后对掺杂稀土发光材料国内外研究成果进行综述,简述了它几个研究应用方向,还需突破的问题。关键词:掺杂的稀土发光材料稀土荧光粉三基色荧光粉 Er3+ Yb 3+ 转换发光材料氟化物THE RESERCH OF RARE EARTH LUMINESCENTMATERILSAbstractAn understanding of the history and development of a technology can be a tremendous aid in properly utilizing it for a given application. a brief history and overview is given for the rare earth luminescent materials tell the rare earth luminescent material research present situation,the rare earth luminescent material research progress,the rare earth luminescent material application,the rare earth luminescent material future forecasts several aspects to carry on the summary to the rare earth luminescent matenal.the rare earth luminescent material widely applies in the illumination,demonstration and examines three big domains,has formed the very big industrial production and the expense market scale,and forward emerging domain development.Key words: the rare earth luminescent material present situation apply future forecasts一、课题国内外现状自从1964年美国发明高效YVO4∶Eu和Y2O3∶Eu红色荧光粉和1968年Y2O2S∶Eu红色荧光粉[1,2],并很快应用于彩色电视显象管(CRT)中,对稀土离子发光及其发光材料基础研究和应用发展发生划时代的转折点。
稀土掺杂的纳米发光材料的制备和发光

稀土掺杂的纳米发光材料的制备和发光
稀土掺杂的纳米发光材料是一种现代科技产品,它具有良好的发光性能,广泛应用于生物医学、光电器件、环保和安全等领域。
稀土掺杂的纳米发光材料的制备主要依赖于稀土掺杂剂的合成。
目前,主要有三种合成方法:即湿法合成、固体相反应法和气相反应法。
湿法合成也称水热法,是利用溶液中的溶解度和表面张力,将原料以金属氰酸盐形式溶解于湿态溶液中,利用溶液内部的形成、析出、增溶等物理化学原理使稀土掺杂剂形成,并使稀土掺杂剂在低温下成膜形成,最终获得不同粒度的稀土掺杂剂。
固体相反应法,即利用原料在固体中形成、析出、增溶等物理化学变化,使稀土掺杂剂形成,并在低温下使稀土掺杂剂成膜。
通常,高温烧结是实现固体反应的方法,可以获得较大粒度的稀土掺杂剂。
气相反应法,也称气体反应法,所采用的原料是固体、液体或气体,以及熔解在溶剂中。
在反应温度和压力适当的情况下,稀土掺杂剂在气相中形成,可以获得高粒度的稀土掺杂剂。
稀土掺杂的纳米发光材料的发光特性可以归结于量子级的跃迁发射原理,按照稀土3d 5d 4f能隙发光机制,稀土掺杂的纳米发光材料可以发射出蓝色、绿色、黄色和紫色等多种颜色的光,可以根据不同应用需求,采用多种不同的掺杂方法生产出不同的产品,如采用稀土元素可以扩散紫外线发光,以及采用非稀土元素可以发射出白光等。
稀土掺杂的纳米发光材料可以实现更高效的发光,并且发光同时具有良好的耐久性和稳定性,有助于其在微电子技术领域的广泛应用。
稀土掺杂和过渡金属离子掺杂发光纳米材料

稀土掺杂和过渡金属离子掺杂发光纳米材料具有以下特性:
稀土掺杂无机纳米材料。
具有优良的光学性能,例如荧光寿命长、光谱线宽窄、可调谐荧光发射波长等。
这些特性使其在荧光生物标记等方面具有潜在应用,有望成为替代分子探针的新一代荧光生物标记材料。
过渡金属离子掺杂的上转换发光纳米材料。
由于其独特的发光特性,在生物靶向成像、太阳能电池、光催化等诸多领域具有潜在用途。
例如,Mn^(2+)掺杂的钙钛矿三氟化物微纳米材料,通过控制反应条件可以获得尺寸均一、形貌可控的新颖微纳米材料。
这种材料在980nm 激光激发下,除了可见光发光外,还展现出近红外发光,具有潜在的应用价值。
以上信息仅供参考,如需了解更多信息,建议查阅相关文献或咨询相关学者。
稀土掺杂材料的光致发光性能研究

稀土掺杂材料的光致发光性能研究稀土元素在材料科学中起着重要的作用。
它们在许多领域中被应用,例如光电子学、荧光标记、光纤通信等。
其中,稀土掺杂材料的光致发光性能是研究的一个重点。
一、稀土元素的基本特性稀土元素是指周期表中镧系元素的总称,包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、俄罗斯(Eu)等。
它们的能级结构具有特殊的电子构型,使得它们在光激发下能够发生特定的跃迁,从而产生特定的光谱特性。
二、稀土掺杂材料的制备方法稀土掺杂材料的制备方法多种多样,常见的方法有共沉淀法、溶胶-凝胶法、燃烧法、固相反应法等。
其中,溶胶-凝胶法是一种常用的制备方法。
通过选择适当的稀土离子和基底材料,可以制备出具有优异光致发光性能的材料。
三、稀土掺杂材料的光致发光性能的研究稀土掺杂材料的光致发光性能主要由稀土离子的能级结构以及基底材料的晶体结构和化学组成所决定。
通过改变稀土离子的掺杂浓度、激发光源的波长等条件,可以调控材料的发光强度、发光波长和发光寿命等性能。
稀土掺杂材料的发光机理是一个复杂的过程。
通过能级结构和激发跃迁的分析,可以了解稀土离子在光激发下发生的电子跃迁过程,并揭示出材料的光致发光性质。
此外,还可以利用光谱研究技术,如紫外可见吸收光谱、激发光谱和发射光谱等,进一步分析材料的光致发光机制。
稀土掺杂材料的光致发光性能的研究不仅涉及到基础理论的研究,还需要从材料的应用角度出发,进行性能调控和优化。
例如,改变基底材料的晶体结构、掺杂其他元素或调控材料的尺寸和形态等方法,可以改善材料的光致发光性能。
四、稀土掺杂材料的应用前景稀土掺杂材料的研究具有广泛的应用前景。
一方面,稀土掺杂材料在光电子学领域中可以应用于光纤通信、发光二极管、液晶显示等领域,以满足高速通信和高清显示的需求。
另一方面,稀土掺杂材料在生物医学中可以应用于光学成像、荧光分析、荧光探针等领域,有助于提高生物检测和药物治疗的效果。
总之,稀土掺杂材料的光致发光性能研究有着重要的科学意义和工程应用价值。
稀土掺杂CaO-B2O3-SiO2发光玻璃的制备及其光致发光性能研究

稀土掺杂CaO-B2O3-SiO2发光玻璃的制备及其光致发光性能研究稀土掺杂CaO-B2O3-SiO2发光玻璃的制备及其光致发光性能研究导言:近年来,发光材料在光电子学和发光器件中具有重要的应用价值。
稀土掺杂玻璃是一种非常重要的发光材料,其在显示器、LED等领域有着广泛的应用。
本文将讨论稀土掺杂CaO-B2O3-SiO2发光玻璃的制备方法以及其光致发光性能的研究结果。
一、制备方法1. 实验材料制备稀土掺杂CaO-B2O3-SiO2发光玻璃的实验材料包括:CaO、B2O3、SiO2以及稀土元素掺杂剂。
2. 制备步骤(1)准备原料:按照一定的配比将CaO、B2O3和SiO2分别称取,并进行预处理,以提高原料的纯度。
(2)掺杂稀土元素:根据需要的发光性能,选择适当的稀土元素进行掺杂。
通常使用的稀土元素有:钕、铕、铽等。
(3)混合:将经过预处理的CaO、B2O3和SiO2与稀土掺杂剂进行混合。
混合过程中需保持适当的温度和剪切速度,以保证混合均匀。
(4)熔融:将混合后的原料放入特制的熔融炉中进行高温熔融。
熔融温度通常在1000-1500摄氏度之间,并保持一定时间,以保证原料充分熔融和反应。
(5)制取玻璃:将熔融后的原料快速冷却,以形成无定形的玻璃结构。
二、光致发光性能研究1. 玻璃发射光谱分析使用光度计对制备的CaO-B2O3-SiO2发光玻璃进行发射光谱分析。
结果显示,在不同波长区间内,发光强度随着掺杂稀土元素浓度的增加而增加。
这说明稀土元素对玻璃的发光性能有明显的影响。
2. 发光机制分析进一步通过光致发光机制的研究来探索稀土掺杂CaO-B2O3-SiO2发光玻璃的发光机制。
研究结果表明,稀土元素掺杂后,玻璃材料中形成了能级结构,并通过能级间的跃迁来实现光致发光。
3. 发光性能调控为进一步调控发光性能,可以通过控制熔融温度、掺杂剂浓度以及熔炼时间等参数来实现。
研究发现,调控这些参数可以显著改变玻璃的发光颜色和发光强度,在满足特定应用需求的同时,提高发光玻璃的性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
摘要:本文从稀土高分子荧光材料及其他若干方面说明稀土在高分子材料中的广泛应用。
其中,对于荧光材料这一热点领域,将从机理、分类、制备和应用多方面进行详细说明。
关键词:稀土;高分子稀土高分子泛指稀土元素掺杂或者键合于高分子中的聚合物。
稀土元素因其电子结构的特殊性而具有光、电、磁等特性,被誉为“新材料的宝库”;高分子材料由于物理机械性能好、合成方便、成型加工容易、重量轻、成本低、耐腐蚀等许多优点而得到广泛使用。
另一方面,稀土无机材料存在着难以加工成型、价格高的问题,稀土有机小分子配合物则显示出稳定性差等不足。
所以,结合稀土与高分子的优点合成稀土有机高分子聚合物可望成为具有卓越性能的荧光、激光和磁性材料、光学塑料等,这引起了人们极大的兴趣。
本文从稀土高分子荧光材料及其他若干方面说明稀土在高分子材料中的广泛应用。
其中,对于荧光材料这一热点领域,将从机理、分类、制备和应用多方面进行详细说明。
1稀土高分子荧光材料1.1 发光原理[7,8]荧光物质即经紫外线、X射线和电子射线等照射后发光,照射停止后发光也很快终止的物质。
稀土离子具有丰富的发射光谱,镧系的4f电子可在7个4f轨道上任意分布,从而产生各种光谱项和能级。
元素原子结构差异使荧光颜色和发光强度不同,而有的稀土元素如Y3+,La3+等并不产生荧光;但是由于这些非荧光多型稀土离子可与荧光稀土离子形成双核配合物,能量转移不仅在中心离子与配体之间发生而且也存在于不同中心离子之间,而且转移目标仅为荧光稀土离子,这种“浓聚”效应大大提高了荧光强度。
所以,非荧光稀土离子可以作为添加剂提高母体材料的荧光性能。
对于稀土高分子配合物,能产生强度较高荧光的Eu3+,Tb3+,Sn3+,Dy3+等稀土荧光离子虽然受激后可产生f-f跃迁,但由于在近紫外区吸光系数很小,使其发光效率低;而某些有机物π-π*跃迁激发能较低且吸光系数高。
二者分别作为中心离子形成配合物,使有机分子的三重激发态与稀土离子的激发态能级相匹配,前者在近紫外区吸收能量激发后,由三重激发态以非辐射方式将能量传递给稀土离子,处于高能级的激发态稀土离子再以辐射方式跃迁到低能级从而发射特征荧光。
1.2 材料分类[8]稀土荧光材料按照光源分,有光致荧光材料、电致荧光材料、力致荧光材料以及紫外光、X射线、可见光等。
按照高分子材料用途差异,有稀土荧光塑料、稀土荧光橡胶、稀土荧光纤维、稀土荧光涂料等。
1.3 制备方法目前稀土高分子材料的制备有两种方法[2]:一是稀土化合物作为掺杂剂均匀地分散到聚合物中,制成以掺杂方式存在的掺杂型稀土高分子,通常采用机械共混和熔融共混来实现;二是稀土金属元素以键合方式存在于高分子中,形成键合型稀土高分子。
键合型稀土高分子主要通过稀土离子与含孤对电子的原子配合、含稀土金属的单体参与共聚、缩聚,或与大分子链上的官能团进行配合配位而形成。
下面针对两种制备方式在制备稀土高分子荧光材料上的原理、研究状况和效果角度进行分析。
1.3.1 掺杂法掺杂法是稀土与高分子复合的最早的应用方法,掺杂的稀土形式[8]包括:稀土合金、稀土无机化合物、稀土有机化合物等。
稀土无机化合物包括:稀土氧化物、稀土氯化物、稀土硫化物等。
稀土有机化合物有稀土醇盐、稀土脂肪酸盐、稀土不饱和脂肪酸盐等。
稀土无机化合物优点是稳定性好,可以解决稀土含量过高而引起浓度淬灭的问题,但是有荧光强度低、与树脂相容性差、难以加工成型、价格高的缺点。
而把有机小分子稀土配合物通过溶剂溶解或熔融共混的方式掺杂到高分子体系中,一方面可以提高配合物稳定性,另一方面可以改善稀土的荧光性能。
这种方法工艺简单,得到的材料有良好的发光性能,因而得到了广泛的利用。
如掺杂稀土配合物的农用薄膜可使农作物增产20%,后文有专门记述。
掺杂稀土的聚合物光纤可用于制作特殊的光纤传感器,甚至还可制作功率放大。
[5]80 年代初,国外学者如Okamoto,Ueba,Banks在这方面进行了大量的工作,他们把Eu(OAc)3或Eu(DBM)4掺杂到聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯(P MMA)中,Eu3+的荧光强度与Eu3+含量呈线性递增关系。
由于Eu3+已被有机配体预先配位饱和,在体系中稀土金属离子间距较大,无法形成簇,不发生同种离子间能量转移,所以不出现浓度淬灭,荧光强度随Eu3+含量增大而增强,Eu3+可达较高的含量。
[5]北京大学的赵莹等对稀土配合物在高分子体系中的分散情况及与高分子之间的相互作用作了进一步的研究。
他们对Eu3+与α-噻吩甲酰三氟丙酮(HT TA),三苯基氧膦(TPPO)形成的混配配合物Eu(TTA)3·2 TPPO 溶于PM MA,经溶液法所得薄膜体系的荧光性能及分散情况进行了研究。
结果表明,P MMA 对该配合物的荧光性能有增强作用,配合物在PMMA 溶液中有明显的浓度淬灭效应,当Eu3+浓度高于3×10-5mol/L后,荧光强度随Eu3+浓度增大显著降低,而制成薄膜后无浓度淬灭现象。
另外,透射电镜的测定结果表明薄膜中稀土配合物是以小晶体形式与PMMA分相存在的,膜中配合物主要以粒径介于100 ~200 nm 的小颗粒和有小颗粒组成的聚集体形式存在。
由上分析可见,制备稀土高分子荧光材料,掺杂不失为一种简便、适应性广和实用性强的方法。
但它主要为物理混合,还存在许多局限性,如稀土配合物与高分子材料之间相容性差,发生相分离,影响材料性能,导致强度受损、透明性变差;稀土配合物在基质材料中分散性欠佳,导致荧光分子在浓度高时发生淬灭作用,致使荧光强度下降、荧光寿命降低。
南京工业大学的严长浩等人[2]从合成具有聚合活性的稀土配合物单体着手,直接用来与多种单体共聚,制得了一系列稀土金属有机高分子离聚物。
通过研究稀土金属配合物单体的合成、共聚反应以及对共聚物性能分析发现,该法合成的稀土金属配合物更加容易与其它有机单体相互混合,一定程度上解决了通常稀土掺杂聚合物中稀土掺入量受限制、不易定量控制、稀土离子聚集等问题。
1.3.2 键合法通过配位或聚合方法将稀土离子键合到高分子链上而获得的高分子稀土金属配合物是20世纪80年代才出现的一类稀土有机材料,这种功能材料兼有稀土离子的光电磁特性和高分子材料优良性能,引起人们极大的重视。
目前这种材料的制备途径有两条,即:先配合再聚合或者先聚合再配合。
1.3.2.1 稀土配合物共聚高分子先合成含稀土单体,然后均聚或共聚制得有机金属聚合物即为稀土配合物共聚高分子。
用这种方法制得的荧光材料中稀土离子分布均匀、不成簇,因而稀土金属含量较高时仍能保持荧光强度随稀土含量增大线性递增,不出现浓度淬灭现象,并且可以制得透明度好的材料。
这方面的研究和应用都比较多。
[5]汪联辉等人先后研究了烷氧基钕、烷氧基钐单体与甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等共聚及其荧光性质。
他们用三烷氧基钕与顺丁烯二酸酐反应合成了10种含烷氧基钕单体,将其与MMA 共聚制得10种含烷氧基钕共聚物,研究了单体和共聚物的荧光性质及其影响因素,发现在共聚物中三价钕离子的荧光特性受其基质影响很小,且其荧光强度随钕含量增加而线性增大,在钕含量高达8%时仍未出现荧光浓度淬灭现象。
对含双键烷氧基钐单体的研究也得到了类似结果。
[7]Ling等人将合成的稀土配合物与N-乙烯基咔唑和甲基丙烯酸甲酯混合液进行聚合,结果证明将稀土配合物直接键合到高分子链上有利于提高其发光效率,而咔唑基团的引入则能有效地提高稀土聚合物的能量转移。
1.3.2.2 稀土高分子配合物稀土配合物共聚高分子的方法可以制得高效、稳定的荧光材料,但它对稀土配合物单体及基质单体都有一定的要求,如稀土配合物单体必须具有聚合活性,且能很好地与基质单体发生共聚等,这往往导致材料成本增加,使其使用受到限制。
先制得含有特定官能团如羧基、磺酸基的高分子,然后用稀土化合物与之反应,可制得另一类荧光材料——高分子稀土配合物。
同稀土单体共聚物相比,该类材料的原料的选择范围更广,从而可以制得更多种类的荧光材料以满足不同需要,而且通过引入小分子配体可使稀土离子配位数趋于满足,从而制得荧光强度高、分子量高的高分子配合物。
然而,由于稀土离子具有丰富的d或f空轨道,配位数较高(6~12),故金属含量高时,由于库伦力作用容易形成多重离子对,多重离子对可形成离子簇,当金属离子间距小于临界距离时便会发生离子间的能量转移,从而出现荧光淬灭现象,因而要制得高荧光强度的稀土高分子功能材料比较困难。
[5]Okamoto,Banks等人制得苯乙烯/丙烯酸共聚物(PSAA),甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸共聚物(PMMA/MA),苯乙烯/马来酸共聚物(PS-MA),分别把这些共聚物溶于酮,加入稀土三氯化物的醇/酮溶液,混匀后抽掉溶剂制得Sm 3+,Dy3+,Eu 3+,Er3+不同含量的共聚物稀土盐,荧光测定发现除了PS-MA 外,这些离聚体均出现浓度淬灭。
1.4 应用前景1.4.1 各方面综述[8]稀土荧光塑料已有很多种类,例如丙烯酸树脂、有机硅树脂、氟树脂、AB S等高聚物。
现应用于装饰品、工艺品、玩具以及荧光玻璃钢、荧光薄膜、荧光胶带、荧光花束等。
稀土荧光涂料作为装饰涂料应用在街景、娱乐场所的夜间装饰。
不同波长的可见光照射时,一定成分的荧光涂料会出现梦幻般的图案。
在夜间各种标志的制作中,稀土荧光涂料也在大显身手。
稀土荧光纤维可以做成色彩丰富的服饰,使在夜间或者暗处工作的人员有更高的安全保证。
1.4.2 农膜转光剂[4]由于稀土荧光化合物能吸收对农作物不利的紫外线并发射出对农作物有益的可见光,近年来,以其作为转光剂的光能转换农膜的研究十分活跃。
二十世8 0年代中期,苏联的GolodkovaLN等较早地研制出了用于保温大棚膜的稀土转光剂。
我国于二十世纪90年代初开始进行研究,根据已取得的研究结果,使用稀土转光剂的光能转换农膜具有如下主要功效:(1)光温效应。
转光膜棚内的光照强度高于普通膜,从而可使棚温升高。
(2)生物效应。
稀土转光膜更有利于农作物生长发育,能促进作物对营养元素氮、磷、钾的吸收,提高植株的叶面积和展开度,增加植株株高和叶柄长,还可增加叶片的叶绿素含量,使叶片中的光合作用产物(可溶性糖分、淀粉、蛋白质等)含量升高。
(3)增产效应。
与普通膜比较,稀土转光膜棚内作物增产,特别是作物早期产量的增幅更大,还可使作物提早上市5~7天。
(4)经济效应。
据试验,稀土转光膜与普通膜比较,对下列作物的投入产出比分为:茄子1∶2.8,番茄1∶7.6,黄瓜1∶11.3,草莓1∶61。
(5)品质效应。
稀土转光膜棚内作物果实里的维生素C和糖分含量均高于普通膜,此外还能使瓜果的大果率增加,小果率减小,畸形果率降低。
(6)抗病害效应。
稀土转光膜棚内的紫外线透过率减少,可使棚内作物的叶枯病、黄萎病等病害减少2%左右。