P204-P507在酸性硫酸盐溶液中对Nd^3＋和Sm^3＋的协同萃取

采用恒摩尔法、斜率法以及饱和容量法研究从硫酸介质中用P204(D2EHPA,用(HA)2表示)与P507(HEHEHP,用(HL)2表示)协同萃取Nd3+或Sm3+的性能与机理,并测定协萃反应的热力学平衡常数Ks.e,求得反应的焓变和熵变。结果表明,萃取反应呈现正协同效应,且协萃过程为放热反应,协萃配合物组成分别为Nd.(HA2)2.HL2和Sm.(HA2)2.HL2。因此,P204与P507混合使用可以改善硫酸介质下稀土的萃取分离效果。

Ce^3＋／Sm^3＋掺杂硼硅酸盐玻璃的制备及发光性能分析

采用碳还原法熔制了掺Ce^3＋／Sm^3＋的硼硅酸盐玻璃，通过对其发光性能的研究，发现Ce^3＋离子由于存在高效的宽带吸收和发射，可以有效的将激发能量传递给Sm^3＋，从而提高了Sm^3＋离子的发光效率。

掺Sm^3＋的WO3纳米粉体的制备及其NO2气敏性能

通过固相研磨法制得了一系列掺有Sm3+的WO3纳米粉体,利用XRD、TEM等测试手段,对其物相﹑结构进行了表征。结果表明:掺Sm3+的WO3纳米粉体结晶良好,平均粒径为50nm。利用该纳米粉体制成气敏元件,并采用静态配气法测试了元件的气敏性能。研究发现:当掺杂x(Sm3+)=0.5%时,元件在160℃下对体积分数为30×10-6的NO2气体的灵敏度高达169,响应时间为8s,是一种较为理想的低温NO2气敏元件。

CeO2：Sm^3＋荧光粉的发光特性研究

采用高温固相反应法制备了不同浓度Sm^3＋掺杂的CeO2荧光粉，样品粉末在紫外激发下发出明亮的橙红色光。利用X射线衍射（XRD）和光致荧光光谱（PL）对样品进行了表征，结果表明样品在掺杂浓度小于4mol％时，Sm^3＋离子完全替代Ce^4＋离子进入基质CeO2的晶格而形成Ce1-xSmxO2固溶体。PL谱表明Sm^3＋的发射峰强度最初随Sm^3＋掺杂浓度提高而迅速增强，在Sm^3＋掺杂浓度为1mol％达到极大，随后出现浓度猝灭。

Na2CaSiO4：Sm^3＋，Eu^3＋荧光粉的发光特性和能量传递

利用高温固相法合成Na_2CaSiO_4:Sm^(3+),Eu^(3+)系列荧光粉末,研究了Sm^(3+)和Eu^(3+)掺杂对Na_2CaSiO_4晶体结构的影响、材料发光特性以及存在的能量传递现象.X射线衍射结果表明Sm^(3+)和Eu^(3+)单掺及共掺样品均为单相的Na_2CaSiO_4结构,晶体结构没有改变.Na_2CaSiO_4:Sm^(3+)荧光样品在404 nm激发波长下呈现峰峰值为602 nm的橙红色荧光,来源于~4G_(5/2)→~6H_(7/2)跃迁.Na_2CaSiO_4:Eu^(3+)荧光样品在395 nm激发波长下发射出峰峰值为613 nm的红色荧光.对光谱和荧光寿命的测试和分析结果表明Sm^(3+)与Eu^(3+)之间存在能量传递,通过理论计算得到Sm^(3+)和Eu^(3+)之间的能量传递临界距离为1.36 nm,相互作用形式为电四极-电四极相互作用.随着Eu^(3+)掺杂浓度的增加,能量传递效率也逐渐提高至20.6%.

溶胶-凝胶法制备Sm^3＋掺杂TiO2粉体的发光性能

采用溶胶凝胶法制备了Sm3+掺杂的Ti O2粉体,并表征了其性能.结果表明溶胶凝胶法制得粉体为锐钛矿和金红石的混相Ti O2.在335 nm波长光的激发下,有较强的橙红色发射,发射峰值分别位于582、611、662和725 nm,属于Sm3+离子的4G5/2→6HJ/2(J=5,7,9,11)跃迁,最强峰位于611 nm;在611 nm波长的光激发下,激发峰位于335和407 nm.

新型应力发光材料Ca_(5)Ga_(6)O_(14):Sm^(3+)制备及其性能

采用高温固相法成功制备出新型Ca_(5-x)Ga_(6)O_(14):xSm^(3+)应力发光材料。通过X射线衍射、扫描电镜、漫发射光谱、光致激发和发射光谱、荧光衰减曲线、应力发光光谱和热释光光谱等测试详细研究了Ca_(5-x)Ga_(6)O_(14):xSm^(3+)的晶体结构、表面形貌、光致发光和应力发光性能及其发光机理。在404 nm激发下,Ca_(5-x)Ga_(6)O_(14):xSm^(3+)呈现出4个发射峰,分别位于562,599,642,715 nm,对应Sm^(3+)的^(4)G_(5/2)→6Hj(j=5/2,7/2,9/2,11/2)的特征发射。随着Sm^(3+)离子掺杂浓度的增加,发光强度先增强后减弱,在x=0.07时获得最强发射,且衰减时间从1.92 ms缩短至1.30 ms。在滑动摩擦激发下可获得Ca_(5-x)Ga_(6)O_(14):xSm^(3+)的应力发光发射带,且应力发光强度与施加应力满足线性增长,表明该材料在应力传感领域具有潜在应用价值。

反常热猝灭Sr_(2)Ga_(2)SiO_(7)∶Sm^(3)+红色荧光粉的合成及发光性能

采用高温固相法合成了系列Sr_(2-x)Ga_(2)SiO_(7)∶xSm^(3)+红色荧光粉,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)光谱、高温荧光光谱、荧光量子效率和荧光衰减寿命等一系列表征手段对合成荧光粉的物相及晶体结构、发光性能和热稳定性进行研究。一系列结果表明,在404 nm紫外光激发下,Sr_(2-x)Ga_(2)SiO_(7)∶xSm^(3)+荧光粉在598 nm处发出明亮的红色光。Sr_(2-x)Ga_(2)SiO_(7)∶xSm^(3)+荧光粉发光强度随Sm^(3)+离子浓度变化,在x=0.03时发生浓度猝灭,是由电偶极-电偶极相互作用导致的。随着温度逐渐上升,系列荧光粉表现出反常的热猝灭现象,在393 K时发光强度达到最大,强度为室温下的102.5%;在473 K时,发光强度仍可以保持室温下的101.3%。此外,最佳样品的荧光量子效率可达72.5%。研究表明,Sr_(2-x)Ga_(2)SiO_(7)∶xSm^(3)+红色荧光粉是一种具有高热稳定性、高量子效率可用于WLED的发光材料。

Sm^(3+)掺杂Ba_(0.85)Ca_(0.15)Ti_(0.90)Zr_(0.10)O_(3)无铅多功能铁电陶瓷的储能和光致发光性能

通过高温固相反应法制备了Ba_(0.85)Ca_(0.15)Ti_(0.90)Zr_(0.10)O_(3)∶xSm^(3+)(BCTZ∶xSm^(3+),x=0.0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%,物质的量分数)陶瓷,系统研究了其微观形貌、铁电性能、储能性能和光致发光性能。研究表明,Sm^(3+)掺入后,陶瓷平均晶粒大小明显下降,致密度显著提高。所有陶瓷均表现出典型的铁电性。BCTZ∶xSm^(3+)陶瓷放电储能密度得到了极大的提高,BCTZ∶1.0%Sm^(3+)陶瓷放电储能密度较纯BCTZ陶瓷可提高约49.0%。此外,在408 nm光的激发下,BCTZ∶xSm^(3+)陶瓷在596 nm左右表现出强烈的橙红色发光,且发光强度相对可调性可达449%。

Sm^(3+)掺杂Na_(5)Y(MoO_(4))_(4-y)(WO_(4))_(y)高热稳定性荧光粉的制备及发光性能研究

本文采用高温固相法合成了一系列Na_(5)Y_(1-x)(MoO_(4))_(4-y)(WO_(4))y∶xSm^(3+)(x=0~0.10,y=0~4)橙红色荧光粉。通过粉末衍射、透射电镜、常温/变温荧光发射谱、荧光激发谱、荧光动态衰减曲线和CIE色度坐标等光谱手段对荧光粉样品的光谱性能进行了研究。粉末衍射结果表明,合成的样品相位与Na_(5)Y(MoO_(4))_(4)的标准相一致,Sm^(3+)掺杂与引入(WO_(4))2-均未改变材料的相结构。在波长为406 nm光源的激发下,Na_(5)Y0.92(MoO_(4))3WO_(4)∶0.08Sm^(3+)荧光粉在643 nm附近橙红色荧光发射强度最高,继续增加Sm^(3+)的掺杂浓度,存在荧光猝灭现象,浓度猝灭的主要原因归为电偶极-电偶极相互作用。研究发现,Na_(5)Y(MoO_(4))_(4)基质中掺杂Sm^(3+)会引起电负性改变和晶格畸变,在Na_(5)Y_(1-x)(MoO_(4))_(4)∶xSm^(3+)中引入(WO_(4))2-阴离子基团,可以弥补因掺杂Sm^(3+)出现的缺陷,改善Na_(5)Y(MoO_(4))_(4)∶xSm^(3+)荧光粉的发光性能。在300~440 K,样品具有优异的热稳定性,荧光发射强度均超过室温时的96%;其CIE色度坐标均位于橙红光区域。以上结果表明新型Na_(5)Y_(1-x)(MoO_(4))_(4-y)(WO_(4))y∶xSm^(3+)橙红色荧光粉在WLED应用上有潜在价值。

KY(CO_(3))_(2):Sm^(3+)新型红光荧光粉的制备及其发光性能研究

为解决白光LED中因蓝光芯片激发黄色荧光粉而导致显色指数较低问题,采用水热法制备一种新型红光荧光粉KY(CO_(3))_(2):Sm^(3+)。通过X射线粉末衍射、光致发光光谱、色度坐标及荧光寿命等表征手段研究样品的物相结构及其发光性能。结果表明:掺入Sm^(3+)后,KY(CO_(3))_(2)的晶体结构并没有发生改变。随着Sm^(3+)掺杂量的增加,荧光粉的发光强度先增强后减弱,最佳掺杂浓度为10%。Dexter理论分析表明,Sm^(3+)的浓度猝灭归因于电偶极-电偶极相互作用机制。以596 nm作为监测波长,KY(CO_(3))_(2):Sm^(3+)荧光粉激发峰主要包含402 nm (6H_(5/2)→4F_(7/2))和474 nm (6H_(5/2)→4I_(13/2)) 2波长,表明该荧光粉可以被商用紫外LED芯片和蓝光LED芯片有效激发。改变Sm^(3+)掺杂比例,荧光粉色度坐标值基本保持不变,均位于标准红光区,因此KY(CO_(3))_(2):Sm^(3+)红光荧光粉有望作为白光LED用红光荧光粉。

Ba_(3-x)B_(6)Si_(2)O_(16)∶xSm^(3+)发光材料的制备及其性能表征

采用高温固相法制备Ba_(3)B_(6)Si_(2)O_(16)∶Sm^(3+)系列发光材料的荧光粉样品,对其进行粉末X射线衍射、荧光光谱、固体紫外-可见漫反射等相关性能的研究与表征,探讨不同的Sm^(3+)离子浓度对Ba_(3-x)B_(6)Si_(2)O_(16)荧光粉发光性能的影响,并对其浓度猝灭机理进行讨论.实验表明,在405 nm近紫外光激发下,Ba_(3-x)B_(6)Si_(2)O_(16)∶xSm^(3+)系列发光材料能够同时发射出571 nm(黄光)和606 nm(橙光)荧光,分别对应于Sm^(3+)离子的4G_(5/2)→6H_(5/2)和4G_(5/2)→6H_(7/2)能级跃迁.当x=0.21时,Ba_(2.79)B_(6)Si_(2)O_(16)∶0.21Sm^(3+)荧光粉发光性能最强;继续增加掺杂Sm^(3+)离子的浓度,则出现浓度猝灭现象.其浓度猝灭机制可以通过相邻Sm^(3+)离子之间的相互作用来解释.所制备的Ba_(3)B_(6)Si_(2)O_(16)∶Sm^(3+)荧光粉可被近紫外光有效激发,在白光LED领域具有潜在的应用前景.

碱金属掺杂对高温固相法制备的CaMoO_(4):Sm^(3+)荧光粉发光性质的影响

在无机发光材料领域里,值得注意的是具有稳定化学及物理性质的优良材料钼酸钙。本次研究使用高温固相法制备一系列单一基质Ca MoO_(4)掺杂Sm^(3+)的白光荧光粉,并使用XRD测试其物相结构,用激发和发射光谱测试发光性能。最终研究发现钼酸钙(CaMoO_(4))中Sm^(3+)掺杂浓度为0.020时,荧光粉发光性能最强。当进一步掺杂碱金属作电荷补偿剂时,CaMoO_(4):0.020Sm^(3+)的发光强度最优异,其中掺杂K^(+)的荧光粉样品具有最大的发光强度,表明这种荧光粉在发光二极管照明方面具有深远而广阔的发展前景。

基于Mg^(2+)电荷补偿的红色荧光粉Sr_(2)Ga_(2)GeO_(7):0.02 Sm^(3+)的可控光学调谐

为进一步改善红光荧光粉Sr_(2)Ga_(2)GeO_(7):0.02Sm^(3+)(SGGOS)的光谱性能和白光应用特性,以Mg^(2+)为电荷补偿离子对样品进行光学调谐,并通过高温固相法合成了一系列红光荧光粉Sr_(2)Ga_(2)GeO_(7):0.02Sm^(3+),x Mg^(2+)(0≤x≤0.12)。研究结果表明,Mg^(2+)可以成功引入样品SGGOS中并取代Ga^(3+),样品的晶粒尺寸约为1~10μm。荧光测试结果表明,Mg^(2+)可以增强激活离子Sm^(3+)的电荷传输效率,进而显著提升样品的荧光发射(PL)强度。此外,当Mg^(2+)的掺杂量为0.08时,样品Sr_(2)Ga_(2)GeO_(7):0.02Sm^(3+),0.08 Mg^(2+)(SGGOSM)的荧光发射强度最大。与参比样品SGGOS相比,荧光粉SGGOSM的光学带隙(E_(g))变大、色纯度提升、热稳定性增强,进而有效改善其在白光器件中的电致发光性能。基于SGGOSM为红光组分的白光器件(WLED)的显色指数(R_(a))高达90.5,色温(CCT)低至3563 K,与实验预期吻合,实现了Sm^(3+)掺杂红光荧光粉Sr_(2)Ga_(2)GeO_(7):0.02Sm^(3+)的有效光谱调控,为高R_(a)、低CCT类白光器件的研究提供了一定的实验和理论依据。

新型红色荧光粉Sr_(3)CaNb_(2)O_(9):Sm^(3+),Eu^(3+)的发光特性和能量传递分析

利用高温固相反应法制备一系列单基质荧光粉Sr_(3)CaNb_(2)O_(9):xSm^(3+),yEu^(3+)(x=0.04~0.09,y=0.03~0.15),并对样品的物相形貌、发光性能、能量传递机制和CIE色坐标进行分析。研究表明,Sr_(3)CaNb_(2)O_(9):xSm^(3+)荧光粉在激发波长为407 nm时的浓度淬灭点为x=0.07。在Sr_(3)CaNb_(2)O_(9):0.07Sm^(3+),yEu^(3+)荧光粉中,随着Eu^(3+)掺杂浓度的增加,Sm^(3+)的发光强度降低而Eu^(3+)发光强度却先增加后降低,Eu^(3+)的浓度淬灭点为y=0.09。Sm^(3+)→Eu^(3+)的能量传递以电偶极-电偶极相互作用为主,能量传递效率达到76.6%。色坐标图表明Eu^(3+)离子的加入可使色坐标从橙红色区域向纯红色区域移动。此外,样品还具有较高的色纯度和较低的色温。结果表明,Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶Sm^(3+),Eu^(3+)荧光粉有望成为白光LED发出红光物质的候选材料。

GdPO_(4):Sm^(3+)荧光粉的焙烧温度和掺杂浓度的优化及发光和磁性能

以GdPO_(4)为基质,Sm^(3+)为激活剂,采用水热法合成了纳米荧光粉前驱体,分别在800、900、1000、1100和1200℃下焙烧,得到一系列GdPO_(4):Sm^(3+)荧光粉。首先探究了GdPO_(4):Sm^(3+)的最佳焙烧温度;其次研究了Sm^(3+)掺杂浓度对GdPO_(4):Sm^(3+)荧光性能的影响;最后研究了GdPO_(4):2%Sm^(3+)的高温荧光性能和磁性能。使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、磁强计和荧光分光光度计(FL)对荧光粉的晶体结构、形貌、发光和磁性能进行了表征。结果表明:荧光粉的晶体结构由前驱体六方晶系GdPO_(4)·H_(2)O:Sm^(3+)变为单斜晶系的GdPO_(4):Sm^(3+),形貌由纳米棒变为无规则块体。当焙烧温度为1000℃,Sm^(3+)掺杂浓度为2%时,荧光粉的发光强度和荧光寿命达到最大值。GdPO_(4):2%Sm^(3+)中Sm^(3+)之间能量传递类型为电偶极-电偶极相互作用,能量传递的临界距离为1.646~1.884 nm。最佳样品Gd PO_(4):2%Sm^(3+)有优异的热稳定性,热猝灭活化能为-0.157 eV,且具有良好的顺磁性,质量磁化率为1.22×10^(-4)emu·g^(-1)·Oe^(-1)。

Sm^(3+)掺杂0.96Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)-0.04CaTiO_(3)陶瓷的制备及光致发光性能研究

采用固相烧结法制备了一系列Sm^(3+)掺杂0.96Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)-0.04CaTiO_(3)(NBT-0.04CT∶xSm^(3+),0.002≤x≤0.020)无铅陶瓷。通过X射线衍射仪表征样品的物相结构,所有样品均呈现单一钙钛矿结构。用荧光光谱仪测量样品的发光性能,样品在479 nm处激发峰最强,可与白光LED合成中使用的蓝色LED芯片相匹配。发射主峰位于597 nm(^(4)G_(5/2)→^(6)H_(7/9)),呈现强橙红色发光。NBT-0.04CT∶0.010Sm^(3+)陶瓷在Sm^(3+)掺杂NBT-0.04CT陶瓷中的发光性能最佳,且在278~473 K陶瓷样品的发光性能呈现良好的热稳定性。结果表明,NBT-0.04CT∶xSm^(3+)陶瓷在白光LED中具有广阔的应用前景。

新型橙红色荧光粉Ba_(3-x)S_(r)Nb_(2)O_(9):xSm^(3+)光致发光研究

采用高温固相法制备了一类新型橙红荧光粉Ba_(3-x)S_(r)Nb_(2)O_(9):xSm^(3+),通过XRD图谱鉴定了样品的纯相结构。根据激发发射光谱,紫外激发406 nm下,该荧光粉在596 nm处呈现出明亮的橙红光发射,Sm3+的猝灭浓度为0.04。结合变温光谱,分析得出在高温453 K下,其PL发射强度仍保持在室温下的76.5%,具有良好的热稳定性。此外,通过将样品与蓝色LED芯片简易封装,在激发电流160 mA下,Sm^(3+)掺杂荧光粉在色坐标(0.3314,0.3381)下发出明亮的白光,接近理想白光(x=0.33,y=0.33),显色指数高达93.3。结果表明,作为新型铌酸锶钡基质的荧光粉,在掺杂稀土Sm3+后,在紫外白光发光二极管(UV-WLEDs)中具有极高的应用可行性。

Sm^(3+)/Ce^(3+)共掺杂B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)玻璃的结构和激光吸收性能

在硼铝硅酸盐玻璃(43B_(2)O_(3)-25Al_(2)O_(3)-32SiO_(2))中进行Sm^(3+)/Ce^(3+)共掺杂,采用固相熔融法制备(B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2))-20Sm_(2)O_(3)-x CeO_(2)(x为0~6%,摩尔分数)玻璃,借助X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、紫外-可见-近红外分光光度计等表征方法研究玻璃的结构和激光吸收性能。结果表明,所有样品均为玻璃状,Sm^(3+)和Ce^(3+)均匀分布。随CeO_(2)的摩尔分数从0增加到2%,玻璃中桥氧的摩尔分数从60.12%增加到63.82%,而当CeO_(2)的摩尔分数增加到6%时,桥氧的摩尔分数下降到59.41%。CeO_(2)摩尔分数为2%时玻璃的激光吸收性能最好,漫反射吸收峰位为1076 nm,漫反射率为48.10%。Sm^(3+)/Ce^(3+)共掺杂的硼铝硅酸盐玻璃是一种很有前景的1.06μm波长激光的吸收材料。

新型橙红色荧光粉Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶Sm^(3+)的制备及发光性能研究

通过高温固相法制备了一系列Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶xSm^(3+)(0.04≤x≤0.1)新型橙红色荧光粉。研究了其物相、形貌、发光性能、热稳定性和CIE色度坐标。X射线衍射(XRD)物相分析和Rietveld精修结果表明合成了Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)的纯相。在407nm的紫光激发下,Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶Sm^(3+)在645nm处发红光,可归因于Sm^(3+)的^(4)G_(5/2)→^(6)H_(9/2)跃迁。实验表明Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶xSm^(3+)的最佳掺杂浓度为x=0.07,根据Dexter理论分析,其浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶Sm^(3+)在423K下发光强度是室温下的90.3%,表现出良好的热稳定性。Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶xSm^(3+)的发光色坐标均位于橙红色区域,且具有较高的色纯度。结果表明Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶Sm^(3+)荧光粉在白光发光二极管(WLED)中具有潜在的应用前景。