Влияние концентрации допанта (Eu/Nd) на физико-химические свойства оксигидроксида иттрия
Автор: Буланова Александра Владимировна, Авдин Вячеслав Викторович, Полозова Валерия Владимировна, Сидоренкова Людмила Александровна, Безбородов Константин Александрович, Уржумова Анна Викторовна, Головин Михаил Сергеевич, Зорина Анна Игоревна
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия @vestnik-susu-chemistry
Рубрика: Физическая химия
Статья в выпуске: 2 т.12, 2020 года.
Бесплатный доступ
В работе изучено влияние концентрации европия и неодима, добавленных в виде соли, при синтезе оксигидроксида иттрия из нитрата иттрия по золь-гель технологии, на его физико-химические свойства. Методом синхронного термического анализа установлено, что ионы европия и неодима по-разному взаимодействуют с оксигидроксидом иттрия, но в обоих случаях происходит усложнение кривых термического анализа и масс-спектрометрии газообразных продуктов термолиза (записанных в режиме мониторинга 18, 30 и 44 м. ч.). Определено, что европий и неодим влияют не только на фазовый состав и люминесцентные свойства, но и на осаждение оксигидроксида иттрия. Для неодима наблюдается меньшее его содержание в осадке, чем было в исходном растворе, для европия характерна другая тенденция и его количество в осадке больше нежели в растворе, то есть он препятствует переходу в твёрдую фазу полимерных частиц оксигидроксида иттрия. Методом рентгено-фазового анализа выявлено смещение пиков на дифрактограммах относительно недопированного оксигидроксида иттрия на 5…7°, что свидетельствует о частичном внедрении допантов в кристаллические образования оксигидроксида иттрия. Методами энергодисперсионного анализа и сканирующей электронной микроскопии установлено, что оба допанта равномерно распределены по матрице образцов. Образцы, допированные неодимом, образуют крупные частицы, а оксигидроксиды, допированные европием, - мелкодисперсные сферические или слоистые частицы (в зависимости от количества допанта). Образцы обладают люминесценцией в ультрафиолетовом диапазоне с максимумом около 300 нм и могут быть применены в качестве люминофоров в эритемных лампах.
Оксигидроксид иттрия, допирование европием, допирование неодимом, золь-гель метод, люминесценция, рентгенофазовый порошковый анализ, сканирующая электронная микроскопия, картирование распределения элементов, синхронный термический анализ, масс-спектроскопия газообразных продуктов термолиза
Короткий адрес: https://sciup.org/147234231
IDR: 147234231 | DOI: 10.14529/chem200209
Список литературы Влияние концентрации допанта (Eu/Nd) на физико-химические свойства оксигидроксида иттрия
- Chander H. Development of Nanophosphors - A review. Mater. Sci. Eng. Rep., 2005, vol. 49, pp. 113-155. DOI: 10.1016/j.mser.2005.06.001.
- Yan Z.G., Yan C.H. Controlled Synthesis of Rare Earth Nanostructures. J. Mater. Chem., 2008, vol. 18, pp. 5046-5059. DOI: 10.1039/B810586C.
- Wang X., Zhuang J., Peng Q., Li Y. A General Strategy for Nanocrystal Synthesis. Nature, 2005, vol. 437, no. 7055, pp. 121-124 (2005). DOI: 10.1038/nature03968.
- Grzyb T., Lis S. Structural and Spectroscopic Properties of LaOF:Eu3+ Nanocrystals Prepared by the Sol-Gel Pechini Method. Inorg. Chem., 2011, vol. 50, no. 17, pp. 8112-8120. DOI: 10.1021/ic2005453.
- Grzyb T., Szczeszak A., Rozowska J., Legendziewicz J., Lis S. Tunable Luminescence of Sr2CeO4:M2+ (M = Ca, Mg, Ba, Zn) and Sr2CeO4:Ln3+ (Ln = Eu, Dy, Tm) Nanophosphors. J. Phys. Chem., 2012, vol. 116, no. 5, pp. 3219-3226. DOI: 10.1021/jp208015z.
- Hong K.S., Meltzer R.S., Bihari B., Williams D.K., Tissue B.M. Spectral Hole Burning in Crystalline Eu2O3 and Y2O3:Eu3+ Nanoparticles. J. Lumin., 1998, vol. 76-77, pp. 234-237. DOI: 10.1016/S0022-2313(97)89949-8.
- Bhargara R.N., Gallaghar D., Hong X., Nurmikko A. Optical Properties of Manganese-Doped Nanocrystals of ZnS. Phys. ReV. Lett., 1994, vol. 72, pp. 416-419.
- Ronda C.R. Recent Achievements in Research on Phosphors for Lamps and Displays. J. Lumin., 1997, vol. 72-74 pp. 49-54. DOI: 10.1016/S0022-2313(96)00374-2.
- European Commission. Report on the Critical Raw Materials for EU. Report of the Ad-hoc Working Group on Defining Critical Raw Materials (2014). Available at:http://ec.europa.eu/DocsRoom/documents/10010/attachments/1/translations/en/renditions/native (accessed 5 March 2016).
- D'Assun?ao L.M., Giolito I., Ionashiro M. Thermal Decomposition of the Hydrated Basic Carbonates of Lanthanides and Yttrium. Thermochim. Acta, 1989, vol. 137, no. 2, pp. 319-330. DOI: 10.1016/0040-6031(89)87224-7.
- Vila L.D., Stucchi E.B., Davolos M.R. Preparation and Characterization of Uniform, Spherical Particles of Y2O2S and Y2O2S:Eu. J. Mater. Chem., 1997, vol. 7, pp. 2113-2216. DOI: 10.1039/A701540B.
- Simoneti J.A., Davolos M.R., Jafelicci Jr. M. Hydrothermal Treatment of Gadolinium Oxide in Presence of Silica. High Pressure Res., 1994, vol. 12, pp. 353-360.
- J. Holsa, T. Leskela, M. Leskela, Luminescence Properties of Europium(3+)-Doped Rare-Earth Oxyhydroxides. Inorg. Chem., 1985, vol. 24, no. 10, pp. 1539-1542. DOI: 10.1021/ic00204a026.
- Davolos M. R., Feliciano S., Pires A.M., Marques R., Jafelicci M. Jr, Solvothermal Method to Obtain Europium-doped Yttrium Oxide. Sol. St. Chem, 2003, vol. 171 pp. 268-272 DOI: 10.1016/S0022-4596(02)00174-3
- Holsa J., Turkki T. Preparation, Thermal Stability and Luminescence Properties of Selected Rare Earth Oxycarbonates. Thermochim. Acta, 1991, vol. 190, no. 2, pp. 335-343. DOI: 10.1016/0040-6031(91)85261-F.
- Hassanzadeh-Tabrizi S.A. Synthesis and Luminescence Properties of YAG:Ce Nanopowder Prepared by the Pechini Method. Adv Powder Technol., 2012, vol. 23, pp. 324-327. DOI: 10.1016/j.apt.2011.04.006.
- Szczeszak A., Kubasiewicz K., Grzyb T., Lis S. Spectroscopic Properties of Y1_xEuxBO3 and Yj_ xTbxBO3 Nanopowders Obtained by the Sol-Gel Pechini Method. J. Luminescence, 2014, vol. 155, pp. 374-383. DOI: 10.1016/j.jlumin.2014.07.006
- Song L., Shao X., Du P., Cao H., Hui Q., Xing T., Xiong J. A Facile Preparation and the Luminescent Properties of Eu3+-Doped Y2O2SO4 Nanopieces. Mater. Res. Bull., 2013, vol. 48, no. 11, pp. 4896-4900. DOI: 10.1016/j.materresbull.2013.07.017.
- Garcia-Murillo A., Carrillo-Romo F. de J., Oliva-Uc J., Esquivel-Castro T.A., de la Torre S.D. Effects of Eu Content on the Luminescent Properties of Y2O3:Eu3+ Aerogels and Y(OH)3/Y2O3:Eu3+@SiO2 Glassy Aerogels. Ceram. Int., 2017, vol. 43, no. 15, pp. 12196-12204. DOI: 10.1016/j.ceramint.2017.06.079.
- Esquivel-Castro T., Carrillo-Romo F., Oliva-Uc J., GarcHa-Murillo A., Hirata-Flores G.A., Cayetano-Castro N., De la Rosa E., Morales-Ramirez A.de J. Influence of pH and europium concentration on the luminescent and morphological properties of Y2O3 powders. Opt. Mater, 2015, vol. 48, pp. 97-104. DOI: 10.1016/j.optmat.2015.07.030.
- Fuse S., Mifune Y., Tanabe N., Takahashi T. Continuous-Flow Synthesis of Activated Vitamin D3 and its Analogues. Org. Biomol. Chem., 2012, vol. 10, no. 27, pp. 5205-5211. DOI: 10.1039/c2ob25511a.
- Avdin V.V., Yudina E.P., Krivtsov I.V. Preparation of Layered Yttrium Oxide by Hydrolysis of Yttrium Nitrate. Materials Science Forum, 2016. vol. 843. pp. 10-15. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.843.10
