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Sol-Gel制备铜、铕离子激活Al2O3膜层材料的发光性能开题报告

 2020-02-10 10:02  

1. 研究目的与意义(文献综述)

植物、藻类、一些细菌和原生生物等利用光合作用能生产糖和其他生命必需的化合物。然而,起到光合作用的主要器官是叶绿素和类胡萝卜素两大类,植物在光合作用中可利用的波长光范围是400 ~ 480 nm的蓝紫光区和600 ~ 700 nm的红橙光区,也就是说,太阳光照射到地面上的光,有很大一部分是对植物没有作用的,光质对植物的光合作用有很大的影响。因此,为了提高其生长效率,可以将不需要的光转换为需要的光,这时采用转光膜材料是非常有必要的,通过掺杂稀土元素和一些其他金属掺杂合成发光材料是一种很好的选择。至今为止,各种转光膜层材料吸引了许多研究者们的关注,并且也取得了一些骄人的成果,有些甚至已经开始应用于实践,但依旧没有得到大规模的应用。问题的关键于价格便宜、性能优异的转光膜材料特别少,而且在制备转光膜层材料的过程中,寻找满足要求的转光剂是成功制备转光膜的关键。

对于转光膜的要求主要有以下几点:1.基质材料要稳定;b发射光谱峰与植物最佳生长作用光谱相匹配;2.激发光谱峰与植物反射光谱相匹配;3.转光剂在全天候条件下的稳定性高、衰减慢;4.低污染是转光膜创造生态农业的价值所在;5. 成本低是转光膜普及的关键因素。

基于以上要求选择稳定的氧化铝作为基体材料,因为氧化铝有很多优异的性能,例如耐酸碱腐蚀、机械强度高、光学性能好等等。一般文献报道的有铕离子、铜离子、铒离子、镱离子等作为激活离子,通过这些金属离子的掺杂,可以改变氧化铝薄膜的光学性能,将植物生长不需要的紫外光和黄绿光转变为植物生长所必需的的蓝紫光和红橙光,加强植物在弱光时候的光合作用。因此,本课题选择铕离子、铜离子作为激活离子,采用溶胶凝胶法制备铜离子、铕离子共掺杂氧化铝薄膜。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备:

本实验采用的原料有异丙醇铝、去离子水、硝酸、硝酸铜、硝酸铕,通过溶胶-凝胶法制备铜、铕离子共掺杂氧化铝薄膜。按照一定比例制备氧化铝溶胶,采用提拉工艺来制备氧化铝薄膜。

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3. 研究计划与安排

3.进度安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定实验技术方案,并完成开题报告。

第4-5周: 按照设计实验方案,深入了解课题相关的背景资料,熟练使用所需实验仪器设备。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] lian s, rong c, yin d, et al.enhancing solar energy conversion efficiency: a tunable dual-excitationdual-emission phosphors and time-dependent density functional theory study[ j].phys. chem. c, 2009, 113:6298–6302.

[2] he y, he j, zhang h, et al., luminescent properties andenergy transfer of luminescent carbon dots assembled mesoporous al2o3:eu3 co-doped materials for temperature sensing[j]. colloid interf.sci. 2017, 496 :8-15.

[3] caiut j m a, ribeiro s j l,messaddeq y, et al., synthesis and luminescence properties of water dispersibleeu3 -doped boehmite nanoparticles[j]. nanotechnology , 2007,18 :455-605.

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