Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 62, Issue: 4, 2010
  • pp: 516-520

download: article (EN)

Microstructure, thermal behaviour and luminescent properties of electrospun Eu-doped TiO2 nanofibers.

Abstract (EN)

Pure and europium-doped titania nanofibers were successfully fabricated by the electrospinning technique, using a single multielement titanium/europium source. Eu content was 5 mol.%. Microstructure was studied by means of scanning electron microscopy (SEM), thermal behaviour followed by thermogravimetric and differential thermal analysis (TG-DTA). Phase analysis was performed by means of X-ray diffraction (XRD) and high temperature X-ray diffraction analysis (HT-XRD) up to 1100°C. Luminescence measurements were performed using a laser excitation source at 395 nm. All electrospun materials consisted of randomly oriented nanofibers of a fairly uniform diameter. The average fiber size was 80 ± 20 nm and 40 ± 10 nm for Eu-doped and undoped TiO2 calcinated at 500°C, respectively. The presence of europium shifted toward higher values either the crystallization temperature of anatase and the anatase to rutile phase transition, the latter being accompanied by the formation of the EuTi2O7 phase. The doped samples show a strong luminescence of Eu3+ ions. The emission spectra are dominated by the 5D07F2 emission, suggesting a notable distorsion around the Eu3+ ions. The broadening of the bands points to the presence of a relevant inhomogeneous disorder around the Eu3+ sites.

Keywords (EN): Titania, Nanofibres, Electrospinning, Microstructure

Mikrostruktura, właściwości cieplne I luminescencja nanowłókien TiO2 domieszkowanych europem, otrzymanych metodą przędzenia elektrostatycznego

Cacciotti I., Lamastra F.R., Bianco A., Speghini A., Piccinelli F., Fragalà M.E., Malandrino G., Gusmano G.

Abstract (PL)

Nanowłókna tlenku tytanu(IV), domieszkowane europem i bez domieszkowania, wytworzono z powodzeniem metodą przędzenia elektrostatycznego, wykorzystując pojedyncze, wielopierwiastkowe źródło tytan/europ.  Zawartość europu wynosiła 5 % mol. Mikrostrukturę badano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM), zachowanie podczas ogrzewania śledzono za pomocą analizy termograwimetrycznej i termicznej analizy różnicowej (TG-DTA). Analizę fazową przeprowadzono za pomocą dyfrakcji promieniowania X (XRD) i wysokotemperaturowej analizy dyfrakcyjnej promieniowania X (HT-XRD), aż do 1100°C. Pomiary luminescencyjne przeprowadzono wykorzystując laserowe źródło wzbudzenia przy 395 nm.  Wszystkie elektrostatycznie przędzone materiały składały się z przypadkowo zorientowanych nanowłókien o raczej wyrównanej średnicy. W przypadku włókien TiO2 kalcynowanych w  500°C średni rozmiar wynosił 80 ± 20 nm i 40 ± 10 nm, odpowiednio dla  włókien  domieszkowanych Eu i bez domieszkowania. Obecność europu przesunęła w stronę wyższych wartości zarówno temperaturę krystalizacji anatazu, jaki i temperaturę przemiany anatazu w rutyl, której to towarzyszyło tworzenie się fazy  EuTi2O7. Próbki domieszkowane pokazały mocną luminescencję jonów Eu3+. Widma emisyjne są zdominowane przez emisję 5D07F2, co sugeruje znaczące odkształcenie wokół jonów Eu3+. Poszerzenie pasm wskazuje na obecność odpowiedniego, niejednorodnego nieuporządkowania wokół miejsc przebywania Eu3+.

Keywords (PL): tlenek tytanu(IV), nanowłókna, przędzenie elektrostatyczne, mikrostruktura

return…