稀土氫氧化物大單晶的水熱法制備及性質研究.pdf

1、本論文的研究內容主要包括兩個部分:通過簡單的固體KOH輔助水熱合成法盡可能制備多種稀土氫氧化物大單晶，為了得到盡可能大的稀土氫氧化物單晶，進行一系列的條件實驗，確定水熱合成的較佳反應條件;采用粉末X射線衍射(XRD)、四圓單晶衍射、X射線光電子能譜(XPS)分析、傅里葉紅外光譜(FTIR)分析和場發射掃描電鏡(FESEM)等手段對大單晶樣品的結構和形貌進行表征和分析;提出稀土氫氧化物大單晶可能的形成機理。研究稀土氫氧化物大單晶的光致發光

2、性能和磁性質，為它們在發光材料和磁性材料中的實際應用提供依據。論文的主要研究成果總結如下:
　　1、采用固體KOH輔助水熱合成法成功地制備了Gd(OH)3、Eu(OH)3、 La(OH)3、Pr(OH)3、Nd(OH)3、Sm(OH)3和Tb(OH)3等七種長度為幾毫米不等的稀土氫氧化物棒狀晶體，合成方法簡單，對于合成其他氫氧化物大單晶具有借鑒作用。以Gd元素和Eu元素為例的條件實驗表明，要想制備盡可能大的Gd(OH)3和Eu(O

3、H)3單晶，較佳的實驗條件為:反應溫度280℃、反應時間7天、1.5 mmol的起始反應物Gd2O3或Eu2O3固體以及過飽和KOH溶液，在實驗條件下相對于KOH飽和溶液的KOH固體過飽和量大約為0.4 mol。使用XRD、四圓單晶衍射、XPS、FTIR、FESEM等方法對制備的產物進行了表征，結果表明晶體都為純相，結晶度較好，Gd(OH)3和Eu(OH)3大單晶的形貌接近于六棱柱。以Gd(OH)3大單晶為代表，提出了稀土氫氧化物大單晶

4、可能的形成機理，揭示了過量的KOH固體對于本論文所述水熱合成反應的重要意義。
　　2、采用X射線熒光光譜儀對Gd(OH)3和Eu(OH)3大單晶的光致發光性質進行了研究，而磁性質是采用超導量子干涉儀(SQUID)進行測量的。實驗結果表明:氫氧化釓大單晶在273 nm波長的激發光激發下，于311nm處發射了紫外光，屬于窄譜紫外線B，它對于皮膚疾病的治療有一定的療效，因而Gd(OH)3大單晶有望應用于光療燈，摻雜了Dy3+或Sm3+或