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。

低温单斜相BiPO_4∶Tb^(3+)纳米晶的合成及其发光性能

以无水乙醇为反应溶液,采用室温共沉淀制备了低温单斜相BiPO4∶Tb3+绿色荧光纳米材料,并进行高温烧结处理。利用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和荧光光谱分别对所得样品的相结构、形貌以及发光性能进行研究。结果表明:通过高温烧结,样品没有发生晶型转变,仍然保持单斜相结构和纳米颗粒形貌。同时,Tb3+离子作为绿色发光中心进入到BiPO4的晶格中取代Bi 3+的格位,在370nm激发下,观察到Tb3+离子的特征跃迁(5D4→7FJ,J=6~3),其中以5D4→7F5跃迁发射(543nm)为主;并考察了BiPO4∶Tb3+纳米晶发光强度随Tb3+掺杂量的变化关系,发现其淬灭浓度高达20mol%。

LiSrPO_4:Tb^(3+)荧光粉的制备及发光特性

采用高温固相法合成了LiSrPO4:Tb3+发光材料,测定了荧光粉的激发光谱和发射光谱,该荧光粉的激发主峰位于330～390nm,属于4f→4f电子跃迁吸收,与UVLED管芯相匹配。在紫外激发下的发射峰由位于490nm(5D4-7F6)、545nm(5D4-7F5)、585nm(5D4-7F4)、622nm(5D4-7F3)的四组线状峰构成,对应Tb3+的特征跃迁,其中545nm处最强,呈现绿色发光。考察了掺杂离子浓度对样品发光效率的影响,Tb3+的最佳掺杂摩尔分数为9%,分析了其自身浓度猝灭机理,探讨了敏化剂Ce3+离子的加入对荧光粉发光强度的影响。LiSrPO4:Tb3+是一种适用于白光LED的绿色荧光材料。

凝胶-燃烧法合成(Y,Gd)Al_3(BO_3)_4:Tb^(3+)荧光材料的结构及其发光性能

采用凝胶-燃烧法合成掺Tb3+和Gd3+的四硼酸铝钇(Y,Gd)Al3(BO3)4:Tb3+荧光粉。分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、发光光谱等测试手段分析不同温度下煅烧所得粉体的物相、形貌与发光性质。XRD和SEM结果表明:(Y,Gd)Al3(BO3)4:Tb3+的最低合成温度为1000℃,在该反应过程中,首先形成中间相Al4B2O9、YBO3和Y3Al5O12,而最终形成单相的(Y,Gd)Al3(BO3)4:Tb3+。随煅烧温度的升高,样品结晶程度越来越好,并且颗粒尺寸随温度的升高而增大,在1100℃时合成的晶粒尺寸比较均匀,平均粒径在1μm左右。发光光谱的测试结果表明:在229nm激发下,(Y,Gd)Al3(BO3)4:Tb3+荧光粉最强发射峰位于542nm处,属于Tb3+的5D4→7F5的跃迁。在该体系中存在Gd3+→Tb3+的能量传递,使得该荧光粉的发光强度随着Gd3+掺杂浓度的增加而增大。

KAlF_4∶ Ce,Tb磷光体的发光特性及Ce^(3+)对Tb^(3+)的敏化作用

采用溶液反应法和高温固相反应法合成了ＫＡ１Ｆ４基质化合物及ＫＡ１Ｆ４∶Ｃｅ，Ｔｂ磷光体，测定了磷光体的激发光谱和发射光谱，研究了在碱金属氟铝酸盐基质中Ｃｅ３＋对Ｔｂ３＋的能量传递，根据Ｃｅ３＋、Ｔｂ３＋在ＫＡｌＦ４中的能级关系。

Gd_2(MoO_4)_3∶Tb^(3+)荧光粉的固相合成与光谱性质

以MoO3、Gd2O3及Tb4O7为原料,以NH4HF2为助溶剂,在碳粉还原条件下制备了不同Tb3+掺杂浓度的Gd2(MoO4)荧光粉样品。采用X射线衍射(XRD)对样品的晶体结构进行了表征,发现掺杂浓度的改变未对产物的晶体结构产生影响,产物均为单一正交相Gd2(MoO4)3。对样品的激发、发射光谱及荧光衰减特性进行了测量和分析,结果表明:样品在200～300 nm范围内具有较强的源自于Tb3+的f-d跃迁及Mo-O电荷迁移跃迁吸收;在紫外光激发下观察到了Tb3+及MoO42-基团的本征发射。研究了发光强度、荧光寿命以及样品的发光色坐标与Tb3+浓度的关系,结果表明样品的发射光色纯度较差,该体系荧光粉与实际应用要求还有较大差距。

Sm^(3+)掺杂棒状BiPO_4微晶的制备及其光催化活性增强机理

以Sm(NO_3)_3、NH_4H_2PO_4和Bi(NO_3)_3为原料,采用水热法合成了Sm^(3+)掺杂棒状BiPO_4光催化剂。采用XRD、SEM、UV-Vis吸收光谱、BET比表面积测试等手段对其组成、晶型、粒径、形貌及比表面积等进行了表征,并以金卤灯模拟可见光,以甲基橙和邻硝基苯酚为模型污染物,对其光催化性能进行了评价和分析。XRD和SEM分析表明,Sm^(3+)掺杂进入BiPO_4的晶格,导致其晶胞参数发生变化,但对其物相结构和形貌的影响不明显;UV-Vis吸收光谱测试表明,Sm^(3+)掺杂使BiPO_4在紫外光区的吸收减弱,可见光区略有增强。光催化实验表明,Sm^(3+)掺杂后BiPO_4的光催化活性与掺杂量密切相关,当Sm^(3+)掺杂量为0.75at%时光催化活性提高较显著。根据实验结果和文献报道,论文对Sm^(3+)掺杂后BiPO_4活性提高机理进行了探讨,认为Sm3+掺杂后BiPO_4光生电子-空穴分离效率提高是影响其活性的主要因素。

NaBaPO_4:Tb^(3+)绿色荧光粉制备及其发光特性

采用高温固相法合成了NaBaPO4:Tb3+绿色荧光粉,并研究了材料的发光性质.NaBaPO4:Tb3+材料呈多峰发射,发射峰位于437、490、543、587和624nm,分别对应Tb3+的5D3→7F4和5D4→7FJ=6,5,4,3跃迁发射,主峰为543nm;监测543nm发射峰,所得激发光谱由4f75d1宽带吸收(200-330nm)和4f-4f电子吸收(330-400nm)组成,主峰为380nm.研究了Tb3+掺杂浓度,电荷补偿剂Li+、Na+、K+和Cl-,及敏化剂Ce3+对NaBaPO4:Tb3+材料发射强度的影响.结果显示:调节激活剂浓度、添加电荷补偿剂或敏化剂均可以在很大程度上提高材料的发射强度.

Ca_2SnO_4:Tb^(3+)绿色荧光粉的制备及光致发光研究

采用高温固相法合成了Ca2SnO4∶Tb3+绿色荧光粉。利用X射线衍射分析了Ca2SnO4∶Tb3+物相的形成。测量了Ca2SnO4∶Tb3+的激发和发射光谱,激发光谱由一个宽激发峰组成,研究了Tb3+浓度对样品激发光谱的影响,结果显示,随Tb3+浓度增大,宽带激发峰发生了红移。发射光谱由四个主要发射峰组成,峰值分别位于491,543,588和623nm处,Tb3+以5 D4—7 F5(543nm)跃迁发射最强,低掺杂浓度下,Tb3+的7 F6能级出现斯托克劈裂,劈裂峰(481nm处)随Tb3+浓度增加,先增强然后减弱;在发光强度方面,随Tb3+浓度的增大呈现先增大后减小的趋势,当Tb3+摩尔浓度为9%时,发光强度最大,根据Dexter理论,确定了在Ca2SnO4基质中Tb3+自身浓度猝灭机理。荧光寿命测试表明Tb3+在Ca2SnO4基质中荧光衰减平均寿命为4.4ms。

CaWO_4∶Eu^(3+),Tb^(3+)白色荧光粉的制备及其发光性能

在不添加助剂的条件下,用微波共沉淀法法制备了铕、铽(Eu^(3+)、Tb^(3+))共掺杂的钨酸钙(CaWO_4)荧光粉。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱(PL)等表征手段,对荧光粉的物相组成、形貌和发光性能进行了分析。研究了Eu^(3+)、Tb^(3+)的掺杂比例及总掺杂量、反应温度及反应物浓度对荧光性能的影响。结果表明,Eu^(3+)、Tb^(3+)的掺杂摩尔比例、总掺杂量、温度以及反应物浓度对荧光粉的发光性能均能产生影响,其中在温度为80℃、反应物浓度为0.12mol/L且Eu^(3+)和Tb^(3+)总物质的量比金属离子总物质的量为13.1%时,得到的Eu^(3+)、Tb^(3+)共掺荧光粉在256nm激发下发射光谱色坐标为(0.270,0.236),位冷白光区。

白光LEDs用颜色可调型荧光粉Ca9Al（PO4）7∶Tb3+,Sm3+的发光及能量传递

采用高温固相法制备了一系列Tb^3+、Sm^3+和Tb^3+/Sm^3+掺杂的Ca9Al(PO4)7荧光粉。采用X射线衍射技术、光谱及荧光寿命等手段表征了材料的性能。以Tb^3+的380 nm激发峰作为激发源时,发现Ca 9Al-(PO 4)7∶Tb^3+,Sm^3+的发射光谱中既包含Tb 3+的5D 4-7F 6-3跃迁发射,又含有Sm 3+的4G 5/2-6H 5/2-9/2跃迁发射。当增加Sm 3+的掺杂量时,基于Tb^3+-Sm^3+间的能量传递,有效地增加了Ca9Al(PO 4)7∶Tb^3+,Sm^3+的发射强度,能量传递的机理是电偶极-电偶极相互作用。另外,Ca 9Al(PO4)7∶Tb^3+,Sm^3+的量子效率可以达到50.6%。上述结果表明,Ca9Al(PO4)7∶Tb^3+,Sm^3+材料在紫外-近紫外白光LEDs领域具有一定的潜在应用价值。

ZnMoO_4:Tb^(3+)绿色荧光粉的制备及发光特性研究

采用高温固相法制备了ZnMoO4∶Tb3+绿色荧光粉,对样品进行了X射线衍射(XRD)和荧光光谱测定。XRD结果表明,样品在800℃时能得到单一ZnMoO4相。激发光谱由1个宽带峰和若干个尖峰组成,宽带属于Mo6+—O2-电荷迁移吸收带(CT),并且发现宽带峰位随Tb3+掺杂浓度增加而出现蓝移,尖峰属于Tb3+的4f—4f跃迁,最强激发峰位于377 nm处。发射光谱由四组峰组成,最强发射峰在543 nm处,对应于Tb3+的5D4—7F5跃迁,属于磁偶极跃迁。研究了ZnMoO4∶Tb3+荧光粉在543 nm的主发射峰强度随Tb3+掺杂浓度的变化情况。结果显示,随Tb3+浓度的增加,发射峰强度先增大;当Tb3+浓度x=0.15时,峰值强度最大;而后随Tb3+浓度增加,峰值强度减小。荧光寿命测试得到Tb3+的5D4—7F5跃迁发射的荧光寿命值为0.506 ms。光谱特性研究表明,Zn-MoO4∶Tb3+是一种可能应用在白光LED上的绿基色发光材料。

KCaPO_4∶Tb^(3+)绿色荧光粉的发光特性

采用高温固相法合成了KCaPO4∶Tb3+绿色荧光粉,并研究了材料的发光性质。KCaPO4∶Tb3+材料呈多峰发射,发射峰为437、490、545、587和623nm,分别对应Tb3+的5 D3→7F4和5 D4→7FJ=6,5,4,3跃迁发射,主峰为545nm;监测545nm发射峰,所得激发光谱由4f75d1宽带吸收(200～330nm)和4f-4f电子吸收(330～400nm)组成,主峰为380nm。研究了Tb3+掺杂浓度,电荷补偿剂Li+、Na+、K+和Cl-,及敏化剂Ce3+对KCaPO4∶Tb3+材料发光强度的影响,结果显示,调节激活剂浓度、添加电荷补偿剂或敏化剂均能较大程度地提高材料的发光强度。

萃取色层法提取5～6N高纯Tb_4O_7、Dy_2O_3、Yb_2O_3和Lu_2O_3

采用萃淋树脂ＣＬ－Ｐ５０７为萃取色层的固定相，稀盐酸为淋洗剂，品位９９％的稀土氧化物为原料，载量１％（镱、镥）和１．５％（铽、镝），在室温常压、常用流速的条件下，研究淋洗酸度对分离提纯的影响，对最难提纯的镥（镱镥间的分离）采取了独特的解决办法，确定了提取５～６Ｎ纯度的铽、镝、镱和镥的技术条件。

ZnMoO_4∶Tb^(3+)发光材料的制备与发光性能研究

采用燃烧法制备了ZnMoO4∶Tb3+绿色荧光粉。XRD实验结果表明,样品在700℃基本形成单一的ZnMoO4相,属三斜晶系,而Tb3+的掺入基本不影响ZnMoO4的结构;TG-DTA研究结果表明,样品在680℃基本形成ZnMoO4相;IR结果表明,在700℃燃烧后,没有出现其他有机物的峰,说明柠檬酸已完全分解,掺杂的少量Tb3+已完全溶入了ZnMoO4的晶格中,形成ZnMoO4∶Tb3+固溶体;SEM结果表明,700,750,800℃制备的样品随温度的提高颗粒的分散度逐渐提高;激发光谱的主要变化是随着ZnMoO4∶Tb3+的生成而产生出主峰为488nm处的强峰;发射光谱结果表明,随着ZnMoO4∶Tb3+的形成,最佳激发波长488nm下,出现了很强的544nm处的发射峰,对应于Tb3+的5 D4→7 F5跃迁。通过ZnMoO4中掺杂Tb3+,获得了一种有潜在应用价值的绿色荧光粉。

BiPO4的合成及负载WO3改善其光催化降解罗丹明B

将Bi(NO3)3·5H2O溶于水和无水乙醇,与Na2HPO4反应合成BiPO4。将WO3负载到BiPO4上合成WO3/BiPO4复合材料,改善BiPO4的光催化性能。用X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等对合成的样品进行表征。并探究BiPO4、WO3和不同WO3负载量的WO3/BiPO4光催化剂样品降解罗丹明B的效果。结果表明,WO3/BiPO4显示出很好的光催化效果,其中表现最好的样品是3∶1WO3/BiPO4,其光催化降解罗丹明B的速率是BiPO4的2.14倍。

白光LED用Sr_3(PO_4)_2∶Tb^(3+),Li^+荧光粉的制备工艺及发光性能

采用沉淀-燃烧法结合超声波技术合成了小颗粒Sr3(PO4)2∶Tb3+荧光粉,测量了其光谱特性。在Sr3(PO4)2∶Tb3+体系中观察到Tb3+的特征发射,峰值波长分别为489,542,584,620nm,分别对应于Tb3+的5 D4→7F6、5 D4→7F5、5 D4→7F4和5 D4→7F3跃迁,其中542nm处的绿色发射最强。激发光谱由4f75d1宽带吸收(200～280nm)和4f→4f电子跃迁吸收(280～390nm和475～500nm)组成,可被近紫外发光二极管(NUV-LED)有效激发。采用R+(R=Li,Na,K)作为电荷补偿剂,结果表明:Li+作为电荷补偿剂使样品发光强度提高了31%,Na+和K+的掺入则降低了粉体在近紫外区的吸收。

Tb_4O_7掺杂Cr_2O_3-TiO_2基高发射率涂层结构及辐射性能研究

目的提高Cr_2O_3-TiO_2基陶瓷涂层的辐射性能。方法以Cr_2O_3、TiO_2、NiO、Tb_4O_7为原料,经喷雾干燥及高温烧结致密化处理,制备成具有尖晶石和钙钛矿混合结构的Cr_2O_3-TiO_2基复合团聚型粉体,利用大气等离子喷涂法在TC4钛合金表面制备Tb_4O_7掺杂型Cr_2O_3-TiO_2基陶瓷涂层。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、IRE-2红外辐射测试仪,分别对样品的显微组织结构、物相组成及辐射性能进行了表征。结果团聚造粒后,复合粉体的球形度和流动性较好,可满足等离子喷涂连续使用。所制备的Cr_2O_3-TiO_2基陶瓷涂层的熔化状态较好,扁平化程度较高,涂层中掺杂的Tb元素分布均匀。Tb^(4+)、Tb^(3+)等稀土元素离子,取代NiCr_2O_4尖晶石结构中半径相近的Ni^(2+)、Cr^(3+),导致单一晶体结构的整齐度被破坏,晶胞体积的变化引起晶体结构产生畸变,辐射条带显著加强和宽化。随着Tb_4O_7掺杂量的增多,涂层发射率逐渐上升,当掺杂量达到7.5%时,涂层在600℃的法向全发射率达到0.91。结论 Tb_4O_7稀土氧化物的加入可以有效提高Cr_2O_3-TiO_2基陶瓷涂层的发射率,稀土掺杂诱发尖晶石晶体结构畸变,从而改善涂层的辐射性能。

绿色荧光粉LaGaO3∶Tb3+,Sn4+的制备及发光性能研究

稀土掺杂LaGaO3荧光粉因具有优良的发光性能、高的显色性和稳定性等优点而适合应用于场发射显示和LED器件中,其中,LaGaO3∶Tb^3+发光强度和色纯度高于商用Y2SiO5∶Ce^3+荧光粉。通过共掺Sn^4+提高LaGaO3∶Tb^3+荧光粉的发光性能使其更好地应用在白光LED中;利用高温固相法制备一系列LaGaO3∶Tb^3+和LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+绿色荧光粉,并通过XRD和光致发光光谱分别对样品的晶体结构和发光性能进行表征。结果表明:掺杂Tb^3+和Sn^4+分别取代La^3+和Ga^3+进入到基质LaGaO3的晶体结构中,并未出现其他杂相,形成纯相的荧光粉。样品的激发光谱均由位于231,257和274 nm处的宽峰和位于300~500 nm锐利峰组成,其中,231和274 nm分别对应于Tb^3+的4f-5d自旋允许跃迁(LS,7F6→7DJ,ΔS=0)和自旋禁戒跃迁(7F6→9DJ,ΔS=1);257 nm归因于基质中GaO6基团自激活光学中心的跃迁;300~500 nm锐利峰归因于Tb^3+的f-f特征激发跃迁,如7F6→5H6,5H7,5L6,5L9,5L10,5G9和5D4。相对于LaGaO3∶Tb^3+,共掺Sn^4+主要提高Tb^3+的4f-4f特征激发跃迁强度,主激发峰由Tb^3+的f-d跃迁变为f-f跃迁。在380 nm光激发下,样品LaGaO3∶Tb^3+和LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+的发射光谱均由Tb^3+的特征跃迁5D4→7F6(487和493 nm),5D4→7F5(545 nm),5D4→7F4(584和589 nm)和5D4→7F3(622 nm)组成,其中,以5D4→7F5跃迁为主。样品LaGaO3∶Tb^3+和LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+的CIE色坐标分别位于绿色区域(0.2874,0.5459)和(0.2797,0.5761);荧光寿命分别为1.63和1.38 ms;色纯度分别为54.81%和62.67%。共掺Sn^4+不仅没有影响发射峰的位置,而且提高了发射强度(提高近一倍),改变样品的浓度猝灭机理,由双极子-双极子(d-d)相互作用转变为双极子-四极子(d-q)相互作用。LaGaO3∶Tb^3+和LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+中Tb^3+的最佳掺杂量分别为0.05和0.07;Sn^4+的最佳掺杂量为0.03,说明Sn^4+共掺提高Tb^3+的最佳掺杂量,有利于发光强度的提高。样品LaGaO3∶0.05Tb^3+和LaGaO3∶0.07Tb^3+,0.03Sn^4+的光视效能(LER)分别为464和485 lm·W-1;内量子效率分别为21.8%和39.2%。随着温度的升高,由于热猝灭,样品LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+的发光强度逐渐下降;但在140℃时,发光强度仍可保持70%以上;通过Arrhenian公式计算,热活化能ΔE为0.1690 eV,说明样品具有良好的稳定性。结果表明:LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+可作为绿色荧光粉实际应用于UV激发的白光LED器件中。

白光LED用ZnMoO_4∶Tb^(3+),K^+发光材料的制备及发光特性

采用高温固相法合成了Zn0.85Tb0.15MoO4绿色荧光粉,利用XRD和荧光光谱仪对样品进行了测试表征。XRD测试结果表明,在800°C温度下烧结能形成ZnMoO4纯相。激发光谱由MoO42-的电荷迁移宽带(CT)和Tb3+离子特征激发峰组成;研究发现,掺杂了K+离子后电荷迁移带峰位位置向短波方向移动;分析了碱土金属离子K+作为电荷补偿剂对样品发光性能的影响,发现加入电荷补偿剂可大大提高样品的发光强度。该荧光粉的发射光谱光由位于487 nm,543 nm,584 nm,620 nm处的四组发射峰组成,分别对应Tb3+的5D4-7F6(487 nm),5D4-7F5(543 nm),5D4-7F4(584 nm)和5D4-7F3(620 nm)能级跃迁,而5D4-7F5(543 nm)的跃迁发射最强。