红色荧光粉CaAlSiN_(3)∶Eu^(2+)的结构精修和性能

运用高温固相法合成系列掺铕(Eu)的氮化物荧光粉Ca1-xAlSiN_(3)∶xEu^(2+),对所得到的最佳样品Ca_(0.99)AlSiN_(3)∶0.01Eu^(2+)进行系列表征和结构精修.结果表明,样品Ca_(0.99)AlSiN_(3)∶0.01Eu^(2+)的晶粒尺寸为10μm左右,各元素分布均匀,其精修图与实测XRD谱图基本吻合,属于正交晶系结构.该样品的色坐标为(0.645 1, 0.354 5),落在红光区域,色纯度高达100%,相关色温为2 449 K,属于低色温.该荧光粉在298~473 K范围内表现出良好的热稳定性,活化能为0.26 eV,具有广阔的市场前景.

含钐稀土有机配合物的合成及其荧光性能

利用配位反应,以稀土Sm^(3+)为中心发光离子,丙烯酰胺,月桂醇,8-羟基喹啉合成的CAHD单体为主要配体,phen为协同配体,与甲基丙烯酸甲酯共聚,合成了一种键合型含钐稀土有机大分子配合物转光剂(Sm(CAHD)_2phen-co-MMA).采用元素分析、IR、XPS、UV、荧光光谱、XRD、TGA等测试手段对Sm(CAHD)_2phen-co-MMA的结构、光学性能及热稳定性进行研究.结果表明,在315 nm的紫外光激发下,Sm(CAHD)_2Phen-co-MMA在560 nm、620 nm和650 nm均出现了Sm^(3+)的特征发射峰,在650 nm处强度最大,与植物进行光合作用光谱的吻合性较高.转光剂降解温度在182℃,具有良好的热稳定性.所合成转光剂具有优良的光学性能,在高温下不易被降解,有望作为农膜转光剂使用.

BaCaLa_(8)(SiO_(4))_(6)O_(2)∶Eu^(3+)荧光粉的发光性能和光温传感特性研究

合成了BaCaLa_(8)(SiO_(4))_(6)O_(2)∶Eu^(3+)荧光粉,根据其光致发光激发光谱和发射光谱研究光致发光性能。BaCaLa_(8)(SiO_(4))_(6)O_(2)晶格中,Eu^(3+)离子可能占据两种格位,能够被近紫外光或蓝光有效激发。392 nm近紫外光激发下,制备荧光粉呈现红光发射,峰值波长位于612 nm,表明其在固态照明领域具有应用价值。测试了最佳掺杂浓度下荧光粉的热性能。423 K时样品发光强度为298 K下的62.0%,呈现出对温度敏感特性,相对温度传感灵敏度最大值为1.163%K^(-1),揭示了其在光学温度传感领域的应用潜力。

可用于近紫外LED芯片的铕-铱双金属配合物红光共聚荧光粉

本研究以Ir配合物FIrPic作为Eu离子的配体,合成了一种新的Eu-Ir双金属配合物Eu(FIrPic)_(2)(Phen)UA,并通过自由基聚合成功制备了红色发光荧光共聚物PM-Eu-Ir,适用于商用近紫外芯片型LED。在不影响Eu^(3+)离子的荧光发射特性的前提下,加入Ir-配合物可以有效地敏化Eu^(3+)离子,增强其对400 nm紫外光的吸收。在365 nm紫外光激发下,共聚物PM-Eu-Ir在612 nm处显示出最强的发射峰,其CIE坐标为(0.461,0.254),这与365 nm近紫外芯片非常吻合。红色共聚荧光粉PM-Eu-Ir的微观形貌为典型的多层空间网络结构,除了表现出明显的红光发射和634.54μs的荧光寿命外,还在25~250℃的宽温范围内具有优异的热稳定性。使用共聚物PM-Eu-Ir制作的LED发出的红光亮度为149800 cd/m^(2)。研究结果表明,所制备的共聚荧光粉可作为红光元件用于制造近紫外芯片白光LED。

荧光碳点复合材料显现潜手印综合实验设计

为了提高学生的证据意识和综合科研能力,设计了一个涵盖碳点复合材料合成、结构表征和潜手印显现应用的综合性实验。以柠檬酸、三乙烯四胺和罗丹明6G为原料合成荧光碳点材料,通过自组装策略将碳点纳米颗粒原位嵌入金属有机骨架中,从而获得固态下具有强荧光发射的碳点复合材料。利用扫描电子显微镜、荧光光谱仪、粉末X射线衍射仪等分析仪器对复合材料进行表征。采用粉末刷显法将制备的复合材料用于不同客体表面的潜手印显现中,对显现效果进行了分析和评价。教学内容紧密联系学术前沿和实际应用,有助于提高学生分析问题、解决问题的能力,培养创新的科研精神。

溶液燃烧法制备Ce^(3+)掺杂LaAlO_(3)粉体及其荧光性能研究

以La(NO_(3))_(3)·6H_(2)O、Al(NO_(3))_(3)·9H_(2)O、Ce(NO_(3))_(3)·6H_(2)O为原料,C_(2)H_(5)NO_(2)为还原剂,采用溶液燃烧法合成La_(1-x)Ce_(x)AlO_(3)(x=0.01,0.02,0.03,0.04,0.05)样品。采用XRD、SEM、UV-Vis DRS、XPS和XRF对实验样品进行分析。结果表明,在825℃下保温4 h制备的La_(0.97)Ce_(0.03)AlO_(3)相比其他温度或Ce掺杂量的LaAlO_(3)而言,XRD特征峰更加突出和明显,其颗粒分散,轮廓清晰,晶粒尺寸为21.59 nm;其在紫外-可见光区域吸收变强,带隙宽度为4.86 eV。Ce^(3+)进入LaAlO_(3)晶格中占据了部分La^(3+)的位置,Ce^(3+)最佳掺杂浓度为0.03,其发射光谱的最强特征峰出现在525 nm处,发黄绿色光。

宽带近红外荧光材料InBO_(3)∶Cr^(3+)的发光性能及应用研究

近红外光谱技术在无损检测、生物成像和夜视等领域有着广阔的应用,开发一种小型化、快速响应的宽带近红外光源是其大规模应用的前提。基于近红外荧光粉的转换型发光二极管(NIR pc-LED)由于具有紧凑高效、成本低、寿命长等特点而备受关注。目前,开发高效稳定的宽带近红外发射材料成为该技术的关键。采用高温固相法合成了三方晶系的InBO_(3)∶Cr^(3+)荧光粉,在450nm蓝光的激发下,其实现了700~1100nm的宽带近红外发射。随着Cr^(3+)浓度的增加,荧光粉的发射带出现红移。得到的最佳掺杂浓度为2%Cr^(3+)(摩尔分数),其光学带隙为2.35eV,活化能ΔE为0.53eV。将荧光粉与蓝光芯片结合,构筑了具有宽带发射的NIR pc-LED器件。以该LED作为近红外光源,证实了其在生物医学成像和食品检测等领域的潜在应用前景。

Tb^(3+)、Eu^(3+)离子共掺杂的MgAl_(2)O_(4)发光性能研究

采用水热辅助固相法,以Al(NO_(3))_(3)·9H_(2)O和Mg(NO_(3))_(2)·6H_(2)O为原料,尿素为沉淀剂,制备了Tb^(3+)、Eu^(3+)共掺杂镁铝尖晶石荧光粉。用X射线衍射、扫描电子显微镜对所得产物的相结构和形貌予以表征,结合荧光激发、发射光谱和CIE色度图分析了荧光粉的光致发光性能。结果表明:在一定浓度范围内,掺杂Tb3+和Eu^(3+)离子后基质MgAl_(2)O_(4)的晶体结构并未发生改变,而当引入沉淀剂后,获得了具有良好分散性的棒状颗粒,且Tb^(3+)与Eu^(3+)间的浓度变化对样品形貌的影响甚微。在此基础上,以377 nm近紫外光作为激发光源实现了可见光区由粉至红的多色可调谐发射。

稀土铕配合物荧光探针的应用进展

稀土配合物荧光探针广泛应用于生物医学、环境监测和化学分析等领域。铕配合物荧光探针是在稀土荧光探针的基础上发展起来的,具有高灵敏度、高选择性、高稳定性等优点,主要应用于成分检测、医药研发等领域。本文综述了稀土配合物荧光探针的应用进展,从活性小分子检测和pH荧光传感等应用出发,介绍了铕配合物荧光探针的研究现状,旨在为相关领域的研究和应用提供新的思路和方法。

Gd_(2)MgTiO_(6):Dy^(3+)荧光粉的制备与发光性能研究

采用高温固相法制备出一系列Dy^(3+)掺杂双钙钛矿Gd_(2)MgTiO_(6)白色荧光粉样品,通过X射线衍射仪和荧光光谱仪对荧光粉样品的晶体结构及荧光性能进行分析和表征。结果表明:在355 nm近紫外光激发下,样品发出极强的蓝光(484 nm)和黄光(575 nm)。通过调节Dy^(3+)的浓度可以使样品发光颜色向白光区移动,因此Gd_(2)MgTiO_(6):Dy^(3+)是一种可调荧光粉。当Dy^(3+)掺杂浓度为3%时可以发出色坐标为(0.3598,0.3946)的白光。Gd_(2)MgTiO_(6)合成方法简便、组份易调控,是一种具有潜在应用价值荧光材料。

Lu^(3+)对Er_(2)Mo_(4)O_(15):Tm^(3+)功率响应上转换发光色度的影响

在前期报道的Er_(2)Mo_(4)O_(15):4%Tm^(3+)体系中,通过引入惰性的Lu^(3+)对Er^(3+)进行格位替换,使得功率响应的色度调控能力实现31.5%的提升.机理研究表明,当Lu^(3+)掺杂时,晶胞收缩使得Er^(3+)-Tm^(3+)耦合加强,处于^(4)I_(11/2)能级的电子被更多地以Er^(3+)→Tm^(3+)→Er^(3+)的方式选择性布居红光发射能级,从而使得低功率时的I_(R)/I_(G)增大.由于增强的Er^(3+)-Tm^(3+)耦合使得功率项系数增大,所以IR/IG表现出更好的功率响应特性.该研究报道了一种精细调控Er^(3+)-Tm^(3+)耦合的策略,可为功率响应变色上转换发光的设计提供参考.

新型有机荧光材料设计机理

从发光机理上综述了热活化延迟荧光和杂化局域–电荷转移态两类有机荧光材料的设计理念,以期为现阶段有机荧光材料的设计和开发带来新思路和启示。

GdVO_(4):Yb^(3+),Ho^(3+)和GdPO_(4):Yb^(3+),Ho^(3+)荧光粉的上转换发光特性研究

为了探究Yb^(3+),Ho^(3+)分别共掺杂在GdVO_(4)和GdPO_(4)两种基质材料的发光差异性,采用高温固相法制备GdVO_(4):Yb^(3+),Ho^(3+)和GdPO_(4):Yb^(3+),Ho^(3+)上转换发光材料。并采用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、拉曼光谱(Raman spectroscopy,Raman)、扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)和荧光光谱对材料的结构、组成、形貌和上转换发光性能进行测试分析。结果表明,合成样品均是纯相,GdVO_(4):Yb^(3+),Ho^(3+)样品形状为不规则块状;GdPO_(4):Yb^(3+),Ho^(3+)样品为米粒状。在980 nm激发下,两种样品都存在绿光和红光发射。与掺杂相同浓度的GdVO_(4):Yb^(3+),Ho^(3+)相比,GdPO_(4):Yb^(3+),Ho^(3+)样品的红绿比较大,色度坐标更接近红光,在生物成像领域具有更大的应用潜力。

近红外二区长波发射Na_(3)YSi_(3)O_(9):x Cr^(3+)硅酸盐及多格位占据光谱展宽

以Cr^(3+)为激活剂的荧光粉被认为是目前最有可能实现商业化的近红外材料.但目前这类荧光粉的发射波长一般位于小于850 nm的近红外一区,以Cr^(3+)为激活剂实现近红外二区发射仍然具有挑战.本文采用普适的固相法制备了一系列Na_(3)Y_(1–x)Si_(3)O_(9):x Cr^(3+)硅酸盐荧光粉,利用Na_(3)YSi_(3)O_(9)硅酸盐属性及结构中多种适于Cr^(3+)占据的八面体位点有效红移并展宽光谱.对样品的物相、晶体结构、微观形貌、光致发光、主发射峰衰减和热稳定性等进行了系统研究.结果显示,所制样品均为纯相,形貌不均匀略有团聚,尺寸在微米量级.Cr^(3+)在Na_(3)YSi_(3)O_(9)晶格中位于弱晶体场环境,八面体晶体场参数Dq和Racah参数B的比值Dq/B=2.29.在485 nm蓝光激发下Na3Y_(1–x)Si_(3)O_(9):x Cr^(3+)荧光粉最强发射峰位于984 nm处(NIR II区),长于大多数Cr^(3+)激活的荧光粉.且得益于Cr^(3+)在晶格中的多格位占据,发射光谱的半峰宽高达183 nm.Na3Y_(1–x)Si_(3)O_(9):x Cr^(3+)中最佳掺杂浓度为3%,猝灭机理为Cr^(3+)离子间的偶极-偶极作用.Na3Y_(1–x)Si_(3)O_(9):x Cr^(3+)主发射峰荧光衰减动力学分析表明室温荧光寿命约为37.95μs,且随着掺杂浓度增大及温度升高(至423 K)逐渐降低.

长余辉粉体的含量和分散对环氧树脂性能的影响

将长余辉粉体(LAP)分散于树脂涂层制备的蓄能自发光涂层在安全标识领域具有广阔的应用前景,LAP在树脂中的分散性对涂层材料性能具有重要影响。以环氧树脂(EP)为基体,以球磨共混的方式在EP基体中加入不同含量的LAP用以制备EP/LAP自发光复合材料。研究了不同LAP含量及球磨工艺对复合材料结构、发光效果、摩擦性能及力学性能的影响。利用扫描电子显微镜和傅里叶变化红外光谱观察和分析了EP/LAP复合材料的断裂形貌和各组分相互作用。结果表明,球磨有效改善了LAP在EP中的分散性,提升了材料发光均匀性、热稳定性、力学性能,降低了摩擦系数。LAP未对EP的化学固化反应过程产生影响,两者未发生化学反应,EP/LAP复合材料可以实现有效固化。LAP含量过高不利于复合材料的力学性能和摩擦性能。在LAP添加量为5份时,经球磨制备的EP/LAP复合材料具有最佳的综合性能,摩擦系数降低至0.12,拉伸强度提升至28.77 MPa,同时发光均匀性得到有效提升。此外,EP/LAP复合材料表现出良好的发光效果。

Fabrication of YAG:Ce^(3+) and YAG:Ce^(3+),Sc^(3+) Phosphors by Spark Plasma Sintering Technique

In this study,a single-doped phosphors yttrium aluminum garnet(Y_(3)Al_(5)O_(12),YAG):Ce^(3+),single-doped YAG:Sc^(3+),and double-doped phosphors YAG:Ce^(3+),Sc^(3+) were prepared by spark plasma sintering(SPS)(lower than 1 200℃).The characteristics of synthesized phosphors were determined using scanning electron microscopy(SEM),X-ray diffraction(XRD),and fluorescence spectroscopy.During SPS,the lattice structure of YAG was maintained by the added Ce^(3+) and Sc^(3+).The emission wavelength of YAG:Ce^(3+) prepared from SPS(425-700 nm) was wider compared to that of YAG:Ce^(3+) prepared from high-temperature solid-state reaction(HSSR)(500-700 nm).The incorporation of low-dose Sc^(3+) in YAG:Ce^(3+) moved the emission peak towards the short wavelength.

用于展陈空间的新型LED变色发光凝胶材料及应用效果

为获得更适用于展陈空间的暖白光照明材料,以五水硝酸锆、四(4-羧基苯)乙烯等为原材料,在锆金属有机框架内构建荧光团,制备一种发光凝胶材料,并对其性能和应用效果进行研究。结果表明,与有机配体材料相比,发光凝胶材料的最大吸收峰波长增大,在荧光寿命方面,发光凝胶材料荧光寿命增长到8.12μs,提高幅度为29.92%;发光凝胶材料在50 d去离子水浸泡后基本无Z r离子溶出现象,且浸泡70 d后的光学特性与未浸泡时差别较小,水稳定性较好。以该发光凝胶材料制备LED器件的色温和显色指数分别为3684 K、87.7,流明效率为80.26 Im/W,暖光照明好。

Yb^(3+),Eu^(3+)共掺杂BaSiO_(3)上/下转换发光与能量传递研究

【目的】研究BaSiO_(3)掺杂Yb^(3+),Eu^(3+)的上转换发光特性,为开发荧光防伪技术提供试验基础。【方法】采用高温固相法合成了一系列BaSiO_(3):Yb^(3+),Eu^(3+)荧光粉,利用X射线衍射仪(XRD)、稳态光谱仪等设备对样品的物相结构和发光特性进行表征。【结果】XRD结果表明,Yb^(3+)离子、Eu^(3+)离子成功进入硅酸钡晶格且对基质晶格没有产生影响。980 nm激发下,BaSiO_(3):1%Yb~3荧光粉发射峰位于483 nm,这归因于Yb^(3+)二聚体合作发光。进一步用980 nm激光器激发BaSiO3:Yb^(3+),Eu^(3+)荧光粉,同时出现了483 nm Yb^(3+)二聚体的发射光谱和575~705 nm处Eu^(3+)离子的发射光谱,表明Yb^(3+)二聚体通过上转换合作发光将能量传递给Eu^(3+)离子,此时的色坐标为(0.4989,0.3505),色温为1840 k。【结论】该材料的研究在防伪、太阳能电池和照明等方面具有潜在应用价值。

人造夜光石透光性分析及改色试验

彩色人造夜光石因其能在白天吸光储能,夜晚自发光,在景观装饰和引导指示领域有巨大的应用前景。但是,传统人造夜光石白天色彩单调、老旧,装饰效果局限于夜间。针对该问题,本文通过探究材料组分的透光性对余辉性能的影响,选定合适于人造夜光石的改色剂和材料组分,初步实现彩色人造夜光石的制备。试验结果表明,材料组分透明度的提升与余辉性能提升成正比,色浆与色精的透光率在80%以上,适合作为人造石的着色剂,材料组分透明度介于35%~50%之间,对余辉性能影响最为显著。满足以上组分条件,长余辉材料添加量仅18.34%的红、蓝、黄、绿四种试块,3 h的余辉亮度均满足人眼可见亮度0.32 mcd/m^(2),绿色及蓝色试块满足交通标识要求3 h余辉亮度0.052 cd/m^(2)。

溶剂热法制备尼龙66基碳点及其指纹识别、荧光防伪、光线阻挡应用

以尼龙66(PA66)和植酸(IP6)为前驱体、乙酸为溶剂,采用溶剂热法制备了PA66基碳点(66CDs)。利用TEM、FTIR、XPS、荧光光谱对其进行了表征,对其光学性能、离子稳定性和时间稳定性进行了测试,探究了其指纹识别、荧光防伪、光线阻挡的应用。结果表明,将1.6 g PA66、1.1 g IP6加入20 mL乙酸中,于260℃下反应36h,制备的66CDs具有最大荧光强度。66CDs为球形结构,平均粒径4.00nm,表面含有羧基、羟基、氨基等官能团;66CDs的荧光为非激发波长依赖型,最佳激发波长和发射波长分别为360和490 nm,荧光量子产率可达11.69%,其荧光强度不受常见金属阳离子影响,30 d内具有稳定性。由66CDs与水溶性淀粉制备的荧光粉末可用于指纹识别,不仅可将66CDs制成油墨用于荧光防伪,还可将其制成防蓝光膜,用于蓝光防护。