Preview

Тонкие химические технологии

Расширенный поиск

ТЕРМОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ПОРОШКОВ Y2O3:Eu3+ И Y2O3:Bi3+, Eu3+

https://doi.org/10.32362/2410-6593-2017-12-1-31-38

Полный текст:

Аннотация

Предложен новый метод термохимического синтеза люминесцентных наноструктурированных порошков Y2O3:Eu3+ и Y2O3:Bi3+,Eu3+, основанный на процессе горения нитратов соответствующих металлов в присутствии комплексного органического горючего, состоящего из смеси карбамида и гексаметилентетрамина (ГМТА). Установлено, что в результате термохимической реакции и после прокаливания прекурсора при 650ºС получаются более рыхлые порошки, чем при реакции с одним карбамидом в качестве горючего, с большим количеством пустот. Показано, что при получении порошков Y2O3:Eu3+ на стадии геля формируются безводные соединения с мочевиной состава Y(NО3)3∙3СO(NH2)2 и Eu(NO3)3∙6CO(NH2)2, которые разлагаются при температуре порядка 1200ºС, развивающейся в результате процесса горения, с образованием соответствующих кристаллических оксидов. При этом ионы европия замещают часть ионов иттрия в структуре Y2O3, способствуя формированию люминесцирующего порошка. Характеристики порошков изучали методами рентгеновской дифракции, сканирующей электронной микроскопии и фотолюминесцентной спектроскопии. На рентгенограмме синтезированных прокаливанием при 650ºС порошков наблюдается интенсивный пик на 2θ = 28.94°, отвечающий кристаллическим частицам Y2O3 со средним размером 62.3 нм. При повышении температуры обработки до 1200ºС и выдержке в течение 1 часа средний размер частиц возрастает до 0.25 мкм. Измерение спектров фотолюминесценции образцов Y2O3:Eu3+ выявило максимум в красной области (λ=612 нм) при возбуждении на длине волны 395.5 нм (фиолетовое излучение). Интенсивность люминесценции увеличивается на 15% при введении в матрицу ионов висмута и уменьшается на 30% при прокаливании порошков Y2O3:Eu3+ до 1100ºС. Наноструктурированные порошки Y2O3:Bi3+, Eu3+, полученные методом горения, могут применяться в системах защиты ценных бумаг и промышленных товаров, т.к. обладают особыми люминесцентными характеристиками, позволяющими проводить визуальное наблюдение надписей и меток под излучением светодиодных источников без использования УФ-ламп.

Об авторах

О. В. Давыдова
Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого
Беларусь

ассистент кафедры «Материаловедение в машиностроении»

Гомель, 246746 Беларусь



Н. Е. Дробышевская
Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого
Беларусь
старший научный сотрудник НИЛ технической керамики и наноматериаловГомель, 246746 Беларусь


Е. Н. Подденежный
Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого
Беларусь

главный научный сотрудник НИЛ технической керамики и наноматериалов

Гомель, 246746 Беларусь



А. А. Бойко
Гомельский государственный технический университет имени П.О. Сухого
Беларусь
проректор по НИРГомель, 246746 Беларусь


Список литературы

1. Подденежный Е.Н., Бойко А.А. Классификация способов получения ультрадисперсных оксидных порошков // Вестн. Гомел. гос. техн. ун-та им. П.О. Сухого. 2003. № 1. С. 21-28.

2. Minh L. Q., Strek W., Anh T. K., Yu K. Luminescent nanomaterials [Electronic resource] // Journal of Nanomaterials. 2007. Article ID 48312. Mode of access: http: //www.hindawi.com/journals/jnm/2007/048312/abs/. Date of access: 07.08.12.

3. Mouzon J. Synthesis of Yb:Y2O3 nanoparticles and fabrication of transparent polycrystalline yttria ceramics. Luleå : Luleåtekniskauniversitet, 2005. 126 p.

4. Packiyaraj P., Thangadurai P. Structural and photoluminescence studies of Eu3+doped cubic Y2O3 nanophosphors //J. Luminescence. 2014. V. 145. P. 997-1003.

5. Liu F.-W., Hsu C.-H., Chen F.-S., Lu C.-H. Microwaveassistedsolvothermal preparation and photoluminescence properties of Y2O3:Eu3+phosphors // Ceramics Int. 2012. V. 38, № 2. P. 1577-1584.

6. Huang H., Xu G.Q., Chin W.S., Gan L.M., Chew C.H. Synthesis and characterization of Eu:Y2O3 nanoparticles // Nanotechnology. 2002. V. 13, № 3. P. 318-323.

7. Psuja P., Hreniak D., Strek W. Rare-earth doped nanocrystalline phosphors for field emission displays // Journal of Nanomaterials. 2007. Article ID 81350. Mode of access: http://www.hindawi. com/journals/jnm/2007/081350/ref/. Date of access: 07.08.12.

8. Jayaramaiah J.R., Jayaramaiah R., Lakshminarasappa B.N., Nagabhushana B.M. Luminescence studies of europium doped yttrium oxide nano phosphor // Sensors and Actuators B: Chemical. 2012. V. 173. P. 234-238.

9. Anh T.K., Loc D.X., Huong T.T., Vu N., Minh L.Q. Luminescent nanomaterials containing rare earth ions for security printing // Int. J. Nanotechnology. 2011. V. 8, № 3-5. P. 335-346.

10. Gupta A., Brahme N., Prasad Bisen D. Electroluminescence and photoluminescence of rare earth (Eu,Tb) doped Y2O3 nanophosphor // J. Luminescence. 2014. V. 155. P. 112-118.

11. Hitz B. Yb:Y2O3 ceramic laser generates 4.2 W// Optics Letters. 2004. № 6. P. 1212-1214.

12. Беляков А.В., Лемешев Д.О., Лукин Е.С., Вальнин Г.П., Гринберг Е.Е. Оптически прозрачная керамика на основе оксида иттрия с использованием карбонатных и алкоксидных прекурсоров // Стекло и керамика. 2006. №. 8. С. 17-19.

13. Chi L.S., Liu R.S., Lee B.J. Synthesis of Y2O3:Eu, Bi red phosphors by homogeneous coprecipitation and their photoluminescence behaviors // Electrochem. Soc. 2005. V. 152. №. 8. Р. J93-J98.

14. Pan Y., Wu M., Su Q. Comparative investigation on synthesis and photoluminescence of YAG:Ce phosphor // Materials Science and Engineering B. 2004. V. 106. № 3. P. 251-256.

15. Potdevin A., Chadeyron G., Boyer D., Mahiou R. Sol-gel based YAG:Ce3+ powders for applications in LED devices // Physica Status Solidi C: Current Topics in Solid State Physics. 2007. V. 4. № 1. P. 65-69.

16. Zhang Z., Feng J., Huang Z.Synthesis and characterization of BaMgAl10O17:Eu2+ phosphor prepared by homogeneous precipitation // Particuology. 2010. V. 8. № 5. P. 473-476.

17. Пермин Д.А. Получение особо чистых нанопорошков оксида иттрия методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза: дис. ...канд. хим. наук. М., 2011. 101 c.

18. Kim I.S., Kim G.B., Jo M.Y. Process for amorphous complex oxide precursors and products produced therefrom: pat. US 6274110 B1, KR: Seoul, KR; publ. date: 14.08.2001.

19. Anh T. K., Benalloul P., Barthou C., thiKieu L. G., Vu N., Minh L.Q. Luminescence, energy transfer, and upconversion mechanisms of Y2O3 nanomaterials doped with Eu3+, Tb3+, Tm3+, Er3+ and Yb3+ Ions // J. Nanomaterials. 2007. Article ID 48247. Mode of access: http://www.hindawi.com/journals/jnm/2007/048247/abs/. Date of access: 07.08.14.

20. Помелова Т.А., Баковец В.В., Корольков И.В., Антонова О.В., Долговесова И.П. Об аномальной эффективности люминесценции субмикронного фосфора Y2O3:Eu3+ // Физика твердого тела. 2014. Т. 56. № 12. С. 2410-2419.


Для цитирования:


Давыдова О.В., Дробышевская Н.Е., Подденежный Е.Н., Бойко А.А. ТЕРМОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ПОРОШКОВ Y2O3:Eu3+ И Y2O3:Bi3+, Eu3+. Тонкие химические технологии. 2017;12(1):31-38. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2017-12-1-31-38

For citation:


Davydova O.V., Drobyshevskaya N.E., Poddenezhny E.N., Boiko A.A. THERMOCHEMICAL SYNTHESIS OF NANOSTRUCTURED Y2O3: Eu3+ AND Y2O3:Bi3+,Eu3+ POWDERS AND THEIR LUMINESCENT PROPERTIES. Fine Chemical Technologies. 2017;12(1):31-38. (In Russ.) https://doi.org/10.32362/2410-6593-2017-12-1-31-38

Просмотров: 105


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2410-6593 (Print)
ISSN 2686-7575 (Online)