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毕业论文-单分散氟化物纳米晶的液相合成及可控生长，共66页，21840字
中文摘要
纳米材料优异的光、电、磁性能受到了人们广泛的关注。纳米材料的很
多独特性能来源于其巨大的表面。纳米材料表面上拥有不饱和的悬挂键、表
面晶格缺陷、催化反应中心等一系列能够影响其最终性能的重要因素。如何
在合成过程中通过简易的实验初始条件改变，实现对纳米晶的比表面积有效
调控，对深入研究和改善材料的性能有着重大的意义。本文着重对氟化物的
调控合成及其机理进行探讨，试图通过建立模型并结合物理化学公式的推导
阐释实验中观测到的现象，并进一步定性的指导调控纳米材料比表面积。
成功地解释了正交氟化钡和立方氟化钡合成过程中出现的实验现象。并
通过一氯三氟化二钡单分散纳米棒的可控合成，验证了本文所提出结论的正
确性和适用性。
报道了尺寸可调正交氟化钡纳米晶、单分散5nm立方氟化钡颗粒、单分
散10nm立方氟化钡纳米片及其自组装、尺寸可调一氯三氟化二钡单分散纳
米棒的合成方法，并对其稀土掺杂后的荧光性质和热稳定性进行了初步的探
讨。
利用溶剂热法合成了一系列钙钛矿结构的复合氟化物：KMF3纳米颗粒
（M=Mn,Zn,Cd,Co,Mg），并表征了它们稀土掺杂后的上转换荧光光谱，提
出过度金属参与电子跃迁的上转换荧光机理。
关键词：氟化物 生长机理 水热合成 可控生长

ABSTRACT
During the last decades nanomaterials have gain much more attentions, due
to there special optic, magnetic and electronic properties. Plenty of special
properties of nanomaterials account for their extremely huge superficial area.
Lots of factors which can impact the feature of nanomaterials are attributed to
unsaturated suspended bonds, interior disfigurements of crystal, active centers on
the surface, etc. All those are base on the surface of nanocrystals. Thus, it is
important to find a simple and convenient method in order to adjust the surface
area of nanomaterials to improve their properties. In this thesis, emphasis was
laid on the investigation of controlled synthesis of fluoride nanocrystals and their
thermodynamical mechanism. A great effort was made to give a explanation for
the experiment result, further to predict the scale of nanocrystal qualitatively.
The experiment phenomena of both cubic and orthorhombic BaF2 were
successfully explicated. Moreover, further confirmation was fulfilled by the
fabrication of monodisperse Ba2F3Cl nanorods.
Also, this thesis reported the synthesis of controllable orthorhombic BaF2,
monodisperse 5nm cubic BaF2, 10nm cubic BaF2 nanosheets and their
self-assembly, controllable Ba2F3Cl nanorods. The rare-earth doped luminescent
and the thermal stability of these nanocrystals has been discussed briefly.
A series of perovskite structure complex fluoride:KMF（M=Mn, Zn, Cd, Co,
Mg）nanocrystals have been prepared. The up-conversion luminescent property
of rare-earth doped fluoride was carefully characterized. Moreover, a tentative
mechanism of up-conversion luminescent was offered, in which the manganese
ions participated in this up-conversion luminescent process.
Keywords： fluoride, growth mechanism, hydrothermal synthesis, controlled
synthesis

目录
第 1 章 引言 ..... 1
1.1 研究背景与选题意义. 1
1.2 氟化物性能和应用..... 2
1.2.1 光学性质 ...... 2
1.2.2 催化剂载体 .. 3
1.2.3 氟离子导电性 ....... 3
1.2.4 氟化物其它用途 ... 3
1.3 纳米氟化物的制备..... 4
1.3.1 沉淀法 . 4
1.3.2 溶胶凝胶法 .. 5
1.3.3 微乳液法 ...... 6
1.3.4 水热法及溶剂热法 6
第 2 章 BaF2-xClx(x=0,0.5,1.0)纳米晶的合成与表征 ... 7
2.1 BaF2 纳米晶的合成与表征 .. 7
2.1.1 本节引论 ...... 7
2.1.2 正交氟化钡的合成与表征.... 13
2.1.3 立方氟化钡的合成与表征.... 15
2.1.4 正交氟化钡转化为立方氟化钡条件研究....... 18
2.1.5 稀土掺杂氟化钡的光学表征 20
2.2 Ba2F3Cl 纳米晶的制备及合成机理初步研究....... 21
2.2.1 本节引论 .... 21
2.2.2 反应物氟与钡含量比对纳米晶尺寸的影响及机理 22
2.2.3 反应物整体浓度对纳米晶表面积的影响及机理.... 25
2.2.4 利用机理调控合成 Ba2F3Cl 纳米棒....... 28
2.3 BaFCl 纳米晶的制备 32
2.3.1 本节引论 .... 32
2.3.2 BaFCl 纳米晶的制备与 XRD 表征 32
2.4 本章小结 34
第 3 章 KMF3（M=Mn,Zn,Cd,Co,Mg）合成与稀土掺杂光学性质 ..35
3.1 本章引论 35
3.2 KMF3（M=Mn,Zn,Cd,Co,Mg）的合成与表征.... 36
3.2.1 KMF3（M=Mn,Zn,Cd,Co,Mg）的制备方法... 36
3.2.2 KMnF3 纳米晶表征 ...... 37
3.2.3 KMgF3 纳米晶表征 ...... 38
3.2.4 KZnF3，KCdF3，KCoF3 纳米晶表征 .... 39
3.3 KMF3（M=Mn,Zn,Cd,Co,Mg）稀土掺杂光学性质 ..... 40
3.3.1 稀土掺杂上转换荧光机理 ... 40
3.3.2 KMnF3 稀土掺杂上转换荧光及其机理.. 41
3.3.3 KMF3（M=Zn,Cd,Mg）稀土掺杂上转换荧光光谱 43
3.4 本章小结 43
第 4 章 结论 ....45
插图索引 ... I
表格索引 ..V
参考文献 ........VII
致谢 ...... XIII
声明 ........XV
在学期间参加课题的研究成果 .....XVII