论文部分内容阅读
BCNO发光材料由于其具有波长可调,发光强度较强,发光性能稳定,无毒,制备方法简单等优点被越来越多的人关注。本文通过前驱体法合成了波长在蓝光和黄绿光之间可调的BCNO发光材料,研究了其发光机理和Eu3+掺杂以及部分过渡族离子掺杂对其发光性能的影响,并通过创新制备出几种新型发光材料。在BCNO发光机理的研究中,主要研究了BCNO发光材料的组成、纳米晶体结构、发射光谱和激发光谱的特性,并对BCNO发光材料的发光机理进行研究。BCNO发光材料的XRD表明BCNO发光材料的主要组成是以BN为基碳碳氧掺杂的化合物。TEM图表明BCNO发光材料是一种纳米晶体结构,其尺寸在25纳米之间,可以观察到清晰的晶格条纹。激发和发射光谱表明BCNO发光材料的波长可调,并且同一BNCO发光材料的发射光波长随激发光波长红移而红移。根据上述分析结果并结合文献调研,认为发光材料BCNO发光的物理本质是碳量子点发光。在离子掺杂对发光材料BCNO发光性能影响的研究中,主要研究了不同浓度Eu3+、Mn2+、Ti4+的掺杂对发光材料BCNO:M(M=Eu3+、Mn2+、Ti4+)发光性能的影响,和不同PEG含量对发光材料BCNO:M(M=Eu3+、Mn2+、Ti4+)发光性能的影响。还有Cu2+、Fe3+离子微量掺杂对发光材料BCNO发光性能的影响。实验结果表明5%的Eu3+掺杂在BCNO发光材料中发光效果最好,Mn2+掺杂能大幅度提升发光材料BCNO的发光性能,当Mn2+掺杂量为0.5%时能提升发光强度约2.5倍。Ti4+掺杂也能在一定程度上提升BCNO发光材料的发光性能,当掺杂量为3%mol时效果最好能提升发光强度0.5倍,Cu2+和Fe3+掺杂能使发光材料BCNO发光猝灭。随着PEG含量的增加上述离子掺杂的BCNO发光材料发射波长红移。在新型发光材料的研究中,我们发现并制备了BCNO发光材料的水合物,其发光机理很可能是碳量子点发光。尝试用Al和Mg代替B采用前驱体法合成了AlCNO发光材料和MgCNO发光材料。其中AlCNO发光材料的主要组分是Al2O3可能有AlN这与BCNO发光材料类似,主要激发峰在294 nm处的紫外光区域,主要发射峰在377 nm处的蓝光区域。MgCNO主要成分是MgO,可能是MgO:C发光,发射光是在380500 nm之间的宽峰发射。