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摘 要

稀土发光材料以其发光谱带窄、反斯托克斯位移大、发光色纯度高、高耐光漂白以及低自发背景荧光、稳定性高等独特优点，成为发光材料的研究热点，并逐渐在光通信、彩色显示、防伪、生物成像等众多领域体现出广阔的应用前景。目前，稀土发光材料的研究主要集中在镧系离子掺杂的无机化合物纳米颗粒，包括氟化物、氧化物及含氧酸盐等。由于该类传统无机材料结构较为贫乏，因此，探寻新结构的高效发光材料，是该领域研究的重点和挑战。

本文选择了三维结构的配位聚合物磷酸辅配的稀土草酸盐作为研究对象，对其制备和发光性能进行了研究，通过调整反应时稀土硝酸盐的加入量，来试图寻找最合适的掺杂比例。并对所制备的产物进行了粉末X-射线衍射测试、红外光谱测试和扫描电子显微镜的测试，对其结构、所具有得官能团和晶体的微观结构进行了分析。同时还制备了相应比例的稀土草酸盐并对它们的发光性能进行了研究。

本课题的研究丰富了对于稀土发光材料的结构选择，对于研究并制备新结构的稀土发光材料具有参考意义。

关键词：稀土 发光材料 磷酸辅配 草酸盐

Preparation of Phosphate-assisted Rare Earth Oxalate and Study on Its Luminescent Properties

Abstract

Rare earth luminescent materials have become a research hotspot of luminescent materials for their unique characteristics such as narrow spectral band，large anti-Stokes shift，high luminescent color purity，high photobleaching resistance，low spontaneous background fluorescence and high stability，and gradually become optical communication. ，color display，anti-counterfeiting，biological imaging and lots of fields reflect capacious research prospects. At present，research on rare earth luminescent materials mainly focuses on lanthanide ion doped inorganic compound nanoparticles，including fluorides，oxides and oxyacid salts.Because of the poor structure of such traditional inorganic materials，the search for new structures of high-efficiency luminescent materials is the focus and challenge of research in this field.

In this paper，the three-dimensional structure of coordination polymer phosphate-assisted rare earth oxalate was selected as the research object. The preparation and luminescence properties were studied. By adjusting the amount of rare earth nitrate added during the reaction，we tried to find the most suitable codoped proportions. The prepared products were tested by powder X-ray diffraction test，infrared spectrum test and scanning electron microscope，and their structures，functional groups and crystal microstructure were analyzed.At the same time，corresponding proportions of rare earth oxalates have been prepared and their luminescent properties have been studied.

The research of this subject enriches the structure selection of rare earth luminescent materials，and has reference significance for the research and preparation of new structure rare earth luminescent materials.

Key Words：Rare earth Luminescent material Phosphate-assisted Oxalate

目录

第一章 绪论 1

1.1. 引言 1

1.2. 发光原理 1

1.2.1. 荧光、磷光、斯托克斯光 1

1.3. 稀土元素 1

1.3.1. 稀土元素性质 2

1.3.2. 稀土发光材料制备方法 3

1.4. 稀土发光材料应用 4

1.4.1. 在显示照明领域 5

1.4.2. 在生物医学领域的应用 5

1.4.3. 在其他方面应用 6

1.5. 论文主要内容及其意义 7

第二章 磷酸辅配的Y/Yb/Er共掺杂草酸盐的制备及发光性质研究 8

2.1. 引言 8

2.2. 实验部分 8

2.2.1. 实验原料及试剂 8

2.2.2. 实验仪器 8

2.2.3. 合成 9

2.3. 结果与讨论 10

2.3.1. PXRD分析 10

2.3.2. 晶体结构分析 10

2.3.3. 红外分析 11

2.3.4. 发光性质分析 12

2.4. 本章小结 13

第三章 Y/Yb/Er及Y/Yb/Ho共掺杂草酸盐的制备及发光性质研究 14

3.1. 引言 14

3.2. 实验部分 14

3.2.1. 原料和试剂 14

3.2.2. 实验仪器 14

3.2.3. 合成 15

3.3. 结果与讨论 16

3.3.1. PXRD分析 16

3.3.2. 晶体结构分析 17

3.3.3. 红外分析 18

3.3.4. 发光性质分析 19

3.4. 本章小结 20

第四章 结论与展望 21

4.1. 结论 21

4.2. 展望 21

参考文献 23

致 谢 28

绪论

引言

1995年Yaghi等^[1]第一次提出了一种新型的多孔隙分子材料——金属-有机框架化合物，由于其新颖的结构与独特的性质，科学家们对这种分子材料进行了细致而深入的研究，不断探索其结构性质与应用前景。二十几年来，科研工作者已经陆续在在电化学催化、气体吸收与分离、靶向治疗、非线性光学和荧光分辨检测等领域取得了实用性、代表性的结果^[2-14]。

由于镧系元素具有比较特殊的光、电、磁等效应，基于镧系稀土金属的Ln-MOFs还可以应用于光学材料、磁学材料、电化学方向等领域^[15-16]，特别是在发光材料领域，镧系金属有机框架有着非常广阔的应用前景。

发光原理

通常情况下，中心金属离子发光和配体发光是发光材料发光的两种方式。

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