《核殼發光材料中ZrO2/BN阻擋層的形成及其作用機理研究》是依託陝西師範大學，由焦桓擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：核殼發光材料中ZrO2/BN阻擋層的形成及其作用機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：焦桓
- 依託單位：陝西師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
核殼結構發光材料的研究主要集中於製備和結構調控方面，而較少關注由於核殼間界面擴散所引起的發光強度下降。本項目基於陶瓷材料的穩定性，提出以ZrO2和BN薄膜作為核殼結構發光材料界面擴散阻擋層的研究思路。擬採用層層自組裝法、溶劑熱或氮熱還原等方法在核表面製備不同緻密度的ZrO2和BN薄膜，再進一步包覆發光材料殼層，製備具有界面擴散阻擋層的核殼結構發光材料；通過表征核/殼材料組成元素在阻擋層中的分布，闡明核/殼材料元素隨阻擋層和熱處理條件變化的擴散規律；研究具有擴散阻擋層的核殼結構發光材料的性質，揭示阻擋層的組成和結構與材料性能的關係；闡明擴散阻擋層對於降低界面擴散速率的作用機理；期待製備的具有界面擴散阻擋層的核殼結構發光材料能在節約稀土原料、保持核殼結構的同時具有較高的發光強度，解決現有核殼結構發光材料存在的過低的合成溫度所致的發光強度低等出問題，實現核殼結構發光材料設計和製備技術的進步。
結題摘要
核殼結構發光材料的研究主要集中於製備和結構調控方面，而較少關注由於核殼間界面擴散所引起的發光強度下降。本項目基於陶瓷材料的穩定性，提出了以ZrO2和BN作為核殼結構發光材料界面擴散阻擋層的研究思路，以C球、SiO2球、TiO2球為核心，採用層層自組裝法、溶劑熱等方法在不同組成核心表面製備了不同厚度和緻密度的ZrO2和BN作為擴散阻擋層，進一步通過沉澱法、水熱法和層層組裝法在阻擋層外包覆了Y2O3:Eu等發光材料層，獲得了具有界面擴散阻擋層的核殼發光材料和以陶瓷層為支撐的空心發光材料。系統研究了製備條件、阻擋層組成、厚度和密度變化對核殼結構發光材料及空心發光材料性能的影響，發現在以SiO2球、TiO2球為核心所製備的核殼結構發光材料中，ZrO2和BN界面層可阻止SiO2或TiO2與Y2O3:Eu間的反應，因而顯著提高了核殼結構發光材料的發光強度。製備了以BN為界面層的C@BN@Y2O3：Eu材料，在除去C球後BN層可以穩定Y2O3:Eu，而且BN的存在可提供一定量的B和N摻雜，有助於提高空心材料的發光強度。 以Au@C微球為模板，合成了多層結構Au@C@Y(OH)CO3和Au@C@YVO4:Eu，以及C@BN@Y(OH)CO3, 高溫煅燒獲得了中空的Au@Y2O3:Eu3+、Au@ YVO4:Eu和BN@Y2O3:EuO微球， Au@Y2O3:Eu3+、Au@ YVO4:Eu和BN@Y2O3:EuO空心微球有良好的發光性能。Au@Y2O3:Eu3+空心微球在具備較好的發光性能的同時，也具有較為突出的光催化性能。該項工作的完成對於節約稀土原料，解決現有核殼結構發光材料存在的過低的合成溫度所致的發光強度低等問題，實現核殼結構發光材料設計和製備技術的進步有積極的推動作用。
