《稀土氫氧化物二維及三維結構調控及其光致發光性能》是依託北京師範大學，由楊曉晶擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：稀土氫氧化物二維及三維結構調控及其光致發光性能
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：楊曉晶
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
作為發光材料及其前驅體的稀土氫氧化物的合成、結構、發光性能的研究方興未艾。由於稀土金屬離子通常採取高配位數與羥基/H2O/氧離子結合，因此與其他金屬氫氧化物（如層狀雙金屬氫氧化物，LDHs）相比，稀土氫氧化物的結構更為複雜多變。本項目提出從二維及三維結構上對稀土氫氧化物進行調控，並對其光致發光性能進行廣泛深入研究，旨在釐清①稀土金屬氫氧化物除了已知層狀、通道狀外，模板法合成還會有其他何種結構；②由層狀稀土氫氧化物（LRHs）剝離得到的二維晶體（納米片）的結構變化、自身的“固化”，及由其構築三維結構的發光材料；③稀土元素互摻以及向其他以LDHs為代表的層狀化合物中摻雜時的結構及其變化；④上述3種前驅物煅燒產物及向氟化物轉化產物的結構與發光行為的關係；並獲得顏色可調的、包括白光的稀土發光材料。研究將增加稀土化合物在無機材料化學、結晶學、軟化學、光化學等領域的知識積累，具有理論和實際套用價值。
結題摘要
本項目針對稀土氫氧化物（LRHs）中稀土金屬（Ln）通常採取高配位數而與羥基/H2O中的氧離子結合造成與其他金屬氫氧化物（例如，層狀雙金屬氫氧化物，LDHs）相比結構上更為複雜多變的問題，提出LRHs二維、三維結構及其發光性能調控的解決方案，並進行較為廣泛深入地研究。項目的實施達成了研究目標：發明了製備多種稀土層狀發光材料的新技術；結合層狀材料及稀土的優勢，獲得具有特定性能的稀土發光材料；合成納米片複合體；揭示稀土層狀化合物種類、結構、以及配位與其發光性質之間的密切關係，為開發優良的稀土發光材料提供理論依據和實踐指導。主要結果為，（1）搞清了Ln共摻雜的LRHs中的Ln的分布，發現能量傳遞主要在相鄰層間進行而非層板內部；（2）研究了有機敏化劑在LRHs中的取向和能量傳遞，發現LEuH對MoO42ˉ的光學靈敏性檢測；（3）研究了有機離子插層的LRHs一步法合成、結構及其發光性能；（4）搞清了LRHs剝離成二維晶體後的發光行為改變原因在於Ln配位狀態的變化；（5）研究了LRHs、LDHs二維晶體的“固化”技術，獲得了多種稀土發光材料，例如，固化了LDyH二維晶體的近白光發射，獲得了LRHs的二維、三維膠體/光子晶體等；（6）研究了LRHs二維晶體的改性及其配列成三維晶體的結構、發光性能；（7）研究了Ln的摻雜對於層狀鈣鈦礦結構和光學性能的影響，研究了LRHs與石墨烯等的納米複合體；（8）還研究了LDHs等氫氧化物和MXenes等二維材料的製備和結構、三維晶體的組裝、其他體系材料的製備，研究了相關的電化學、催化、吸附等性能。這些成果多數反映在標註基金資助的29篇學術論文和申請的28項發明專利中。培養了多名研究生、本科生，進行了國內外學術交流合作。本項目研究內容涉及無機合成化學、結晶學、軟化學、膠體化學、光化學等領域，增加這些領域對LRHs、二維晶體有關的知識積累。
