سنتز و بررسی خواص نورتابی ذرات sio2@y2o3:re3+(eu3+,dy3+,sm3+) با ساختار هسته- پوسته

در این تحقیق ذرات sio2@y2o3: re3+(eu3+,dy3+,sm3+) با ساختار هسته پوسته با دو روش جدید سورفکتانت ( بهینه سازی سطح سیلیس با سورفکتانت m2p و استفاده از روش پچینی برای پوشش دهی) و روش قربانی کردن پلیمر ( استفاده از پلیمر خاص برای جذب یون های مورد نظر و در اختیار گذاشتن آنها به سطح سیلیس پس از خروج آنها از سیستم) سنتز شدند. ذرات بدست آمده در روش اول با روش های پراش اشعه ایکس(xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، ft-ir و اسپکتروفلوریمتر مورد ارزیابی قرارگرفتند. نمونه ها در دمای 750 تا °c 900 مورد عملیات حرارتی قرارگرفتند. نتایج حاکی از آن است که نمونه های سنتز شده شامل هسته های آمورف از جنس سیلیس و پوشش بلوری از فاز ایتریا هستند که مورفولوژی ذرات نهایی کاملا کروی و با توزیع اندازه ذرات باریک است. نتایج نشان داد که با استفاده از سورفکتانت امکان سنتز هسته در اندازه های مختلف از 40 تا 500 نانومتر امکان پذیراست. نمونه های سنتز شده در صورت قرارگرفتن در معرض اشعه uv، نور قرمز از خود ساطع می کنند. شدت نور خروجی با افزایش تعداد پوشش و استفاده از سورفکتانت m2p افزایش پیدا کرد. سورفکتانت m2p باعث شد که تعداد گروه های هیدروکسیل و کربوکسیل بر روی سیلیس نسبت به سیلیکای معمولی افزایش یابد. غلظت سیلانول های سطحی از 56/0 برای سیلیس معمولی به mmol/g 925/2 برای سیلیس دارای m2p افزایش یافت. این گروه نقش مهمی در ایجاد پوشش یکنواخت دارد. به همین دلیل متوسط ضخامت پوشش ایتریا در نمونه سیلیس دارای سورفکتانت به nm 6 افزایش یافت. در حالیکه در سیلیس معمولی متوسط ضخامت پوشش به nm3 می رسد. در روش دوم، ابتدا سطح سیلیس به صورت شیمیایی با عامل mps (تری متوکسی سیلیل پروپیل متاکریلیت) اصلاح شد. سپس سطح آن با پلیمر moi (ایزوسیانات متیل متا اکریلیت)پوشانده شد. پلیمر پیوند زده شده به سیلیس به صورت الگویی برای پوشش نهایی از جنس ایتریا عمل می کند. بدین ترتیب که ذرات حاصله در محلول نیترات ایتریوم و دیسپرزیوم (یا سایر دوپنت ها نظیر ساماریوم و یوروپیوم) توزیع و در دمای °c50 به مدت 4 تا 110 ساعت هم زده شدند. در اینصورت یون های مذکور به صورت فیزیکی و یا شیمیایی جذب پلیمر می شوند و بعد از عملیات حرارتی و خروج پلیمر یون ها بر روی سیلیس تبدیل به پوسته ایتریایی می شود. ذرات بدست آمده در روش دوم با روش های پراش اشعه ایکس(xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، ft-ir و اسپکتروفلوریمتر مورد ارزیابی قرارگرفتند. نتایج نشان دادند که با تغییر مقدار مونومر از 0.85 به mmol 3.35 ضخامت متوسط پلیمر به ترتیب از 23 تا nm55 افزایش یافت. ضخامت متوسط پوسته ی ایتریا حاصل از این تغییر نیز به ترتیب از 8 تا nm20 تغییر کرد. نتایج نورتابی ذرات sio2@y2o3:dy3+ نشان داد که طیف آن دارای دو پیک اصلی در 576 و nm 487 است که به ترتیب به انتقال های 4f9/2-----6h13/2 و 4f9/2-----6h15/2 مربوط می شوند. در ضمن بیشترین شدت پیک ها در غلظت 0.5 درصد مولی بدست آمد. با افزایش دمای کلسیناسیون، شدت نورتابی نیز افزایش یافت ولی تغییری در نسبت نور زرد به آبی حاصل نشد. در ارتباط با ذرات sio2@y2o3:eu3+ نیز با افزایش زمان هم زدن، شدت نورتابی افزایش پیدا کرد.