稀土离子掺杂五氟化合物的合成及发光性能研究(2)
一般来说，稀土离子的4f能级十分密集，能级之间的间隔小，因此，要求的基质材料具有比较小的晶格震动能量（或称为声子能量），以减少震动猝灭，这样可以提高荧光效率[7]。在相比之下，氟化物基质的声子能量比较低，很适合做发光材料的基质[8]。本实验采用化学共沉淀法作为基本方法，是因为该方法具有以下优点：通过溶液中的各种化学反应直接得到化学成分均一的纳米粉体材料，而且容易制备粒度小、分布均匀的纳米粉体材料[9]。
选择柠檬酸钠作为配位剂和形貌调控剂，其在晶体合成中的作用可以分为三种：第一是还原剂，并且调节柠檬酸钠的浓度，可以对产物的形貌进行调控[10]；第二是作为配体，柠檬酸钠能与各种金属如: Ag2+、Zn2+、Ca2+等形成较强的络合物，从而降低溶液中金属离子的浓度，控制成核的生长速率；第三是作为形貌控制剂，柠檬酸钠可以调节各个晶面的生长速率，从而影响产物的形貌[11]。
水热法是19世纪中叶的地质学家在模拟自然界成矿作用而开始研究的。目前我们使用水热法已经制备出了百余种晶体。水热法又称为热液法,属于液相化学法的范畴，是指在密封的压力容器中,以水为溶剂,在高温高压的条件下进行的化学反应 [12]。利用强烈对流(釜内上下部分的温度差而在釜内溶液产生) 将这些离子、分子或离子团被输运到放有籽晶的生长区(即低温区) 形成过饱和溶液,继而结晶。水热反应过程是指在一定的温度和压力下，在水、水溶液或蒸汽等流体中所进行有关化学反应的总称。水热反应适于工业或实验室操作。后者反应温度在100～240℃之间[13]。在水热条件下，水可以作为一种化学组分起作用并参加反应，既是溶剂又是矿化剂同时还可作为压力传递介质[14]；通过参加渗析反应和控制物理化学因素等，实现无机化合物的形成[15]。既可制备单组分微小晶体，又可制备双组分或多组分的特殊化合物粉末[16]。水热法具有粉末细(纳米级)、纯度高、分散性好、均匀、分布窄、无团聚、晶型好、形状可控和利于环境净化等特点[17]。
本文主要讲述了运用化学共沉淀法和水热法来合成BaGdF5，讨论水热法与化学沉淀法制备BaGdF5的方法以及优缺点；用化学共沉淀法合成了BaEuF5，讨论了在不同pH条件下BaEuF5的结晶情况。最后对BaEuF5的荧光光谱进行分析。
1.实验部分
1.1 实验试剂与实验仪器
1.1.1试剂：
氯化钡标准液（0.1mol/L）；氯化钆标准液（0.1mol/L）；氯化铕标准液（0.1mol/L）；氟化铵；柠檬酸钠，C6H5Na3O7 •2H2O，分析纯，郑州派尼化学试剂厂；氢氧化钠，NaOH，含量≥96%，天津市风船化学试剂科技有限公司；无水乙醇，CH3CH2OH，分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；十二烷基本磺酸钠，C18H29NaO3S，分析纯，郑州派尼化学试剂厂。
1.1.2仪器：
电子天平，AL204，上海梅特勒-托利多天平仪器有限公司；SZCL-2数显智能控温磁力搅拌器；传热鼓风干燥箱，DHG-9070A，上海一恒科学有限公司；高速离心机，L-550，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；实验室pH计，EL20梅特勒—托利多仪器（上海）有限公司；高温反应釜。
1.1.3主要试剂的配制
（1）0.025mol/L柠檬酸钠：用电子天平准确称取柠檬酸钠0.7353g溶于100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释到刻度线。
（2）1mol/L氢氧化钠：用电子天平准确称取40gNaOH溶于100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释到刻度线。
（3）0.5mol/L氟化铵：用电子天平准确称取4.1991gNaF溶于200mL容量瓶中，用蒸馏水稀释到刻度线。
1.2 实验步骤
1.2.1 BaGdF5的制备