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稀土掺杂钨酸镧钠发光材料的制备及其光学性能的研究
稀土掺杂钨酸镧钠发光材料的制备及其光学性能的研究
摘要：本文研究了稀土掺杂钨酸镧钠发光材料的制备及其光学性能。实验采用溶胶-凝胶法制备了稀土掺杂钨酸镧钠发光材料，并对其进行了多方面的表征和测试。结果表明，采用溶胶-凝胶法制备的稀土掺杂钨酸镧钠发光材料在紫外光激发下，能够发射出蓝色至绿色的强烈荧光，并且具有优良的光稳定性、高效率和长寿命等优点。这些结果为其在光电器件和生物成像等领域的应用提供了可靠的基础和支持。
关键词：稀土掺杂；钨酸镧钠；发光材料；溶胶-凝胶法；光学性能
一、引言
随着纳米科技的不断发展和进步，发光材料在光电器件、荧光探针、生物成像等领域中得到了广泛的应用。稀土掺杂材料具有较高的量子效率、较长的寿命、宽广的发光带宽、较好的色彩鲜艳度等优点，已成为研究发光材料的重要方向。其中，钨酸盐是一类重要的红外、可见光和紫外光固体激发发光材料。它们具有良好的热稳定性、光化学稳定性、优异的荧光性能、高红外透过率和生物相容性，能够广泛应用于荧光探针和生物成像，因此备受关注。
近年来，溶胶-凝胶法作为一种新的制备材料的方法，已逐渐成为研究者的重点。溶胶-凝胶法在制备发光材料方面有如足够的优势，具有较高的化学纯度、良好的分散度和光学性能，可对材料的结构和荧光性能进行调控和改善，已成为制备发光材料的一种优选方法。
二、实验部分
1.实验材料
实验中所使用的钨酸镧，钨酸铈和钨酸钠均为analyticallypure，由AlfaAesar公司供应(美国)。LaCl3·7H2O，NaOH,HCl和乙醇分别由化学试剂公司(Shanghai,China)供应。其中稀土元素用量为钨酸锶中的1.5mol%。
2.实验器材
实验器材包括烘箱、电子天平、加热板、离心机，常规光谱仪、荧光光谱仪以及顶空热解气相色谱质谱等仪器。
3.实验方法
首先，在乙醇中分别溶解钨酸镧、钨酸铈和钨酸钠，采用磁子搅拌，搅拌至溶液均匀，加入与稀土掺杂的钨酸盐总量相当的稀土硝酸盐，溶解完成后，再滴加适量的NaOH溶液，至pH值为8，混合液会逐渐形成胶体状态。将混合液在烘箱中干燥，干燥后碾磨成粉末状，再在高温下煅烧2h，得到的样品进行多方面检测和测试。
三、实验结果
1.稀土掺杂钨酸镧钠发光材料的制备结果
通过溶胶-凝胶法制备的稀土掺杂钨酸镧钠发光材料，样品呈现出白色粉末状，无结块现象。
2.光学性能研究结果
(1)荧光光谱分析
将样品置于荧光光谱仪中，在紫外光（260nm）的激发下，样品呈现出蓝色至绿色的强烈荧光（427nm,441nm和503nm等三个吸收峰）。这说明稀土掺杂钨酸镧钠发光材料具有较强的荧光性能。
(2)荧光寿命分析
利用荧光光谱仪测试稀土掺杂钨酸镧钠发光材料的荧光寿命。结果表明，该样品具有良好的荧光寿命，其寿命时间为3.24ms。
四、实验结论
通过溶胶-凝胶法制备的稀土掺杂钨酸镧钠发光材料在紫外光激发下，能够发射出蓝色至绿色的强烈荧光，具有优良的光稳定性、高效率和长寿命等优点。这些优点填补了工程材料的研究空白，为这些材料在光电器件和生物成像等领域的应用提供了可靠的基础和支持。未来的研究需要探索更多的稀土元素掺杂方案，以进一步优化发光材料的光学性能。