采用高温固相法合成了La2-xMgTiO6∶xDy3+和La2-x-yMgTiO6∶xDy3+,yEu3+系列荧光粉, 通过X射线衍射对其相结构进行了表征, 优化了荧光粉的组成, 研究了Dy3+和Eu3+浓度对发光强度的影响, 测试了荧光粉的荧光光谱和寿命, 研究了Dy3+和Eu3+之间的能量传递机理和能量传递效率。结果表明: 所有合成的掺杂荧光粉均为单相物质; La2-xMgTiO6∶xDy3+最佳掺杂浓度为x=0.05; 在350 nm近紫外光激发下, La2-x-yMgTiO6∶xDy3+,yEu3+显示出Dy3+的特征黄、蓝光发射和Eu3+的特征红光发射; Dy3+的荧光寿命呈双指数衰减, 随着Eu3+浓度的增大, Dy3+的荧光寿命逐渐减小, 证明了Dy3+和Eu3+离子之间存在着能量传递; 能量传递效率随着Eu3+掺杂浓度的增加而增加, La1.83MgTiO6∶0.05Dy3+,0.12Eu3+荧光粉的能量传递效率为53.9%; 改变调节Eu3+的掺杂浓度可以得到从冷白色到暖白色的荧光粉, La1.83MgTiO6∶0.05Dy3+,0.12Eu3+的色坐标为(0.337 3, 0.354 4)。

本文采用水热法制备了钛酸盐纳米管, 并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱(UV-VIS)对样品进行了分析。以罗丹明B溶液为目标降解物, 考察了样品的光催化性能。结果表明纳米管管径在8~20纳米之间, 管长从几百纳米到几微米, 具有不同于锐钛矿的钛酸盐结构。在紫外光照射下, 钛酸盐纳米管的光催化性能明显高于TiO2纳米粒子, 光照100分钟后降解率达到87%。

采用高温固相法制备了Eu3+掺杂的层状钙钛矿M2TiO4∶Eu3+(M=Ca,Sr,Ba)红色荧光粉, 借助X射线衍射、 紫外可见漫反射光谱和荧光光谱研究了不同煅烧温度下粉体的晶相组成及其光致发光性能。 结果表明: 在煅烧温度1 000 ℃保温2 h时即可得到纯相Sr2TiO4和Ba2TiO4粉体, 但即使进一步的升高温度并延长保温时间均无法得到Ca2TiO4粉体。 Ba2TiO4∶Eu3+粉体在395 nm激发下发射594 nm(5D0→7F1)和615 nm(5D0→7F2)橙红光。 Sr2TiO4∶Eu3+粉体区别于通常Eu3+的特征发射, 在近紫外和蓝光激发下主要发射578 nm(5D0→7F0)和626 nm(5D0→7F2)的强烈橙/红光, 具有更好的红光色纯度和发光强度, 其中363 nm电荷迁移激发下具有最高的发光效率, 是一种适用于近紫外和蓝光LED芯片的红光材料。

为了满足光学非线性器件设备对工作材料的要求, 探究具有高阶非线性效应的固态薄膜材料的制备方法, 并对其光学特性进行表征, 采用化学插入法, 将甲基蓝染料分子插入到具有纳米量级的层状钛酸盐片间, 制备了甲基蓝-钛酸盐纳米聚合物薄膜, 通过吸收光谱和荧光光谱的测定, 发现薄膜的吸收峰相对于染料溶液发生了明显的蓝移, 表明染料分子在纳米片间是H-聚集排列。进一步应用单光束连续He-Ne激光Z-扫描技术研究了样品的非线性光学特性, 结果显示：插入染料分子的钛酸盐纳米MB/HTO聚合物薄膜具有“负”的非线性折射率, 在低功率连续激光作用下聚合物薄膜的非线性折射率系数n2的量级为10-10 m2/W。