Influence of Dopant Concentration (Eu/Nd) on the Physical and Chemical Properties of Yttrium Oxyhydroxide
| Autor: | Bulanova, A.V., Avdin, V.V., Polozova, V.V., Sidorenkova, L.A., Bezborodov, K.A., Urzhumova, A.V., Golovin, M.S., Zorina, A.I. |
|---|---|
| Rok vydání: | 2020 |
| Předmět: |
yttrium oxyhydroxide
neodymium doping золь-гель метод synchronous thermal analysis сканирующая электронная микроскопия синхронный термический анализ масс-спектроскопия газообразных продуктов термолиза mass spectroscopy of gaseous thermolysis products допирование европием УДК 544.016.5 оксигидроксид иттрия X-ray powder analysis люминесценция допирование неодимом luminescence sol-gel method рентгенофазовый порошковый анализ europium doping scanning electron microscopy element distribution mapping картирование распределения элементов |
| Popis: | Буланова Александра Владимировна – заведующий лабораторией НОЦ «Нанотехнологии», Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: frolovaav@susu.ru Авдин Вячеслав Викторович – доктор химических наук, профессор, декан химического факультета, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: avdinvv@susu.ru Полозова Валерия Владимировна – аспирант, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г.Челябинск, пр. Ленина, 76. E-mail: polozovavv@susu.ru Сидоренкова Людмила Александровна – кандидат технических наук, доцент, кафедр теоретической и прикладной химии, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: sidorenkovala@susu.ru Безбородов Константин Александрович – магистрант, кафедра химической технологии, химический факультет, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: chip-pi@mail.ru Уржумова Анна Викторовна – магистрант, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: anna.urzhumova7@yandex.ru Головин Михаил Сергеевич – магистрант, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76. E-mail: golovin-mixail@mail.ru Зорина Анна Игоревна – студент, Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, проспект Ленина, 76. E-mail: annazorina@yandex.ru. A.V. Bulanova, frolovaav@susu.ru V.V. Avdin, avdinvv@susu.ru V.V. Polozova,valeriya74ru@mail.ru L.A. Sidorenkova, sidorenkovala@susu.ru K.A. Bezborodov, chip-pi@mail.ru A. V. Urzhumova, anna.urzhumova7@yandex.ru M.S. Golovin, golovin-mixail@mail.ru A.I. Zorina, annazorina@yandex.ru South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation 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. Ме- тодами энергодисперсионного анализа и сканирующей электронной микроскопии установлено, что оба допанта равномерно распределены по матрице образцов. Образцы, допирован- ные 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. In this paper we have studied the influence of europium and neodymium concentration, added to a water solution in the salt form, on the properties of yttrium oxyhydroxide, which was synthesized via the sol-gel route, using yttrium nitrate as a precursor. By synchronous thermal analysis it has been found that ions of europium and neodymium interact with yttrium oxyhydroxide in different ways, but in every case the thermoanalytical curves and mass spectra of gaseous thermolysis products (18, 30, 44 mass/charge) become more complicated. It is clear that europium and neodymium affect not only the phase composition and luminescent properties, but also the yttrium oxyhydroxide precipitation. For neodymium, its content in the precipitate is lower than in the initial solution; for europium, a different tendency is characteristic and its amount in the precipitate is greater than in the solution, i. e., it prevents the transfer of polymer particles of yttrium oxyhydroxide into the solid phase. By the method of X-ray phase analysis, the shift of the peaks in the diffraction patterns of relatively undoped yttrium oxyhydroxide by 5…7° has been revealed, which indicates the partial introduction of dopants into the crystalline formations of yttrium oxyhydroxide. The EDX and SEM methods reveal that both dopants are uniformly distributed in the matrix of materials. Neodymium-doped materials form coarse particles, while europium- doped ones form more finely dispersed spherical and lamellar particles (subject to dopant quantity). Materials possess luminescence properties in UV range with maximum at 300 nm and can be applied as luminophores in sunlamps. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|