溶胶-凝胶法合成SrAl_(2)O_(4):Eu^(2+),Dy^(3+)发光材料及其影响因素

SrAl_(2)O_(4):Eu^(2+),Dy^(3+)是商用的绿光长余辉发光材料,在许多领域具有实际的应用。本文采用溶胶-凝胶法制备SrAl_(2)O_(4):Eu^(2+),Dy^(3+)材料,通过控制变量法指导学生分析铝/锶投料比、铝/尿素投料比和煅烧气氛等几个关键因素对SrAl_(2)O_(4):Eu^(2+),Dy^(3+)的发光性质和氧化还原性质的影响。SrAl_(2)O_(4):Eu^(2+),Dy^(3+)材料的溶胶-凝胶法的最佳合成条件是化工生产的重要参数,本教学工作有助于培养学生的科学研究的思路和实验操作能力,研究工作也为优化SrAl_(2)O_(4):Eu^(2+),Dy^(3+)材料的品质和发光性能提供重要的参考意义。

具有持续反应活性的g-C_(3)N_(4)/Sr_(2)MgSi_(2)O_(7):Eu^(2+),Dy^(3+)复合材料的光学-催化行为研究

为促进环境友好型光催化技术的应用推广,通过热解聚合方式将g-C3N4负载于多孔Sr_(2)MgSi_(2)O_(7):Eu^(2+),Dy^(3+)蓝色长余辉荧光粉上,制备具有持续反应活性的g-C_(3)N_(4)/Sr_(2)MgSi_(2)O_(7):Eu^(2+),Dy^(3+)复合材料。首次采用累积污染物降解效率等一系列指标评价材料在光照及暗态下综合去除污染物效果。通过微观表征手段和NO去除试验研究了单组分复配质量比对复合材料的光学及催化性能的影响。结果表明,g-C_(3)N_(4)的复合对Sr_(2)MgSi_(2)O_(7):Eu^(2+),Dy^(3+)的荧光强度和余辉性能产生了不利影响;但光照下,提高的光生载流子分离效率和光吸收能力使复合材料的光催化活性增强;暗态下,内在光源Sr_(2)MgSi_(2)O^(7):Eu^(2+),Dy^(3+)的存在赋予了复合材料持续去除NO的能力,该能力的持续时间与余辉亮度、光催化活性有关。本研究有助于推动持续活性光催化体系的发展。

燃烧法合成长余辉发光材料SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)

应用燃烧法在较低的温度下成功合成了SrA l2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料,TEM观察表明晶体为长100 nm以上,直径小于30 nm的针形结构.进一步研究了炉温、硼酸和稀土加入量等对发光材料性能的影响,应用X射线粉末衍射对不同条件下生成的发光材料的组成和晶体结构进行了表征,用F-2500荧光分光光度计研究了发光材料的激发光谱、发射光谱及余辉亮度等特性.结果表明,硼酸和Dy3+的加入可以提高发光材料的发光强度和余辉时间.

SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)光致发光釉的研究

利用SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)长余辉光致发光粉体 ,在陶瓷坯体上制备了釉面平整光滑的长余辉光致发光釉 ;通过比较 SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)粉体和光致发光釉的激发光谱和发光光谱以及结构分析表明 ,该发光釉保持了 Sr Al2 O4:Eu2 +,Dy3 +发光材料的发光特性 ,其发射峰是中心位于 5 2 0 nm的宽带光谱 ;研究了釉料不同组成对发光釉性能的影响及 Sr Al2 O4:Eu2 +,Dy3 +粉体的不同含量对光致发光釉发光亮度和余辉时间的影响 ,获得了釉面发光亮度高。

SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)长余辉光致发光材料的固相反应法合成与特性

采用高温固相反应法,在还原气氛下制备了掺稀土离子Eu2+和Dy3+的铝酸锶长余辉光致发光材料。XRD研究表明,所制备的铝酸盐具备SrAl2O4的晶体结构。SrAl2O4:Eu2+,Dy3+发光材料的发光光谱是中心位于520nm的带状谱,激发峰波长范围位于300nm～500nm,发光余辉可持续12h以上。研究了SrAl2O4:Eu2+,Dy3+发光材料的耐温性和耐水性,结果表明,随热处理温度升高,发光亮度下降;水浸使发光材料与水反应生成水化物,使发光性能下降。

SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)纳米长余辉发光材料的制备与表征

采用溶胶鄄凝胶法制备了SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+纳米长余辉发光材料,研究了pH值、反应温度和络合剂等对溶胶鄄凝胶形成的影响,研究了灼烧温度对SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+晶相、颗粒尺度和发光性能的影响。利用XRD,SEM,光谱分析等手段对产物进行了结构和性能分析。实验结果表明,在800℃时SrAl2O4晶相开始形成但没有发光,而在1100℃烧结的样品则具有很好的发光性能。样品平均晶粒尺寸随灼烧温度升高而增加,平均晶粒尺寸为20~40nm。样品的激发光谱是峰值在240,330,378和425nm的连续宽带谱,发光光谱是峰值在523nm的宽带谱,与SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+粗晶材料相比,发光光谱发生了“红移”现象。样品的热释光峰值位于157℃,与SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+粗晶材料相比,峰值向低温移动了13℃。

蓄光发光材料SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)及其常温磷光光谱分析

组成为SrAl2O4:Eu2+,Dy3+的稀土铝酸锶系蓄光发光材料(也称为超长余辉发光材料)是目前已开始广泛应用的第三代产品.

H_3BO_3对SrAl_2O_4:Eu^(2+)、Dy^(3+)、Nd^(3+)长余辉发光材料性能的影响

为了讨论H3BO3对S rA l2O4:Eu2+、D y3+、N d3+长余辉发光材料性能的影响,寻找最佳的H3BO3摩尔分数,采用燃烧法以尿素为还原剂在600℃下制备了掺入Eu2+、D y3+、N d3+的S rA l2O4长余辉发光材料.研究了不同摩尔分数的H3BO3对磷光体晶体结构、发光光谱、初始亮度和余辉性能的影响.结果表明:随着H3BO3量的增加激发和发射光谱“蓝移”,硼酸的最佳摩尔分数为0.08.可见H3BO3的含量对S rA l2O4:Eu2+、D y3+、N d3+长余辉发光材料的光学性质有很重要的影响.

H_3BO_3对微波等离子体法合成SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)的影响

采用微波等离子体法合成SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料,探讨了H3BO3的加入对材料的光谱性能、余辉性能、相组成结构、微观形貌的影响。结果表明,适量的添加助溶剂H3BO3,有利于增强材料的发光强度,延长余辉时间,但过量的添加反而会导致发光性能下降。本试验确定硼酸的最佳添加量为10%。综合检测分析结果推断,硼酸加入后在高温下大部分形成液相,并通过液相传质促进晶体生长,提高基质的结晶程度,同时促进稀土离子Eu2+,Dy3+进入晶格并使其分布更均匀;而少部分则会进入晶格发生B取代Al,引起晶体场畸变,从而提高了材料的发光强度和长余辉特性。

SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)的助熔剂法制备及其发光特性

以B2O3为助熔剂,在1350℃、还原性气氛下成功制备了SrAl2O4单相粉末样品。用同样的方法制备了系列单相Sr1-x-yAl2O4:Eu2+x,Dy3+·ynB2O3(0.005≤x≤0.07,0.01≤y≤0.05,0.05≤n≤0.25)样品并表征了其长余辉发光特性。结果表明,最佳的Eu2+含量为0.02。辅助激活离子Dy3+在Sr0.98Al2O4:Eu2+0.02中的掺杂在一定范围内可以显著提高亮度和余辉时间,最佳Dy3+含量为0.03。研究不同B2O3含量对Sr0.95Al2O4:Eu2+0.02,Dy3+0.03发光性能的影响,结果说明最佳的B2O3含量为n=0.1,余辉肉眼可见(≥0.32mcd·m-2)时间达4000min。利用正电子湮灭技术和热释光技术,研究和讨论了B2O3对Sr0.95Al2O4:Eu2+0.02,Dy3+0.03的发光和余辉性能的影响,结果表明B2O3的添加有助于Dy3+在晶格中形成深度合适、有益于余辉的空位缺陷。

钬掺杂对SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)发光性能的影响

首次研究了Ho3+掺杂对SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+发光性能的影响。采用燃烧合成方法,在600℃条件下,合成Ho3+掺杂的SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+新型长余辉光致发光材料。X射线衍射分析结果表明,合成的样品为单相SrAl2O4单斜晶系磷石英结构。光致发光光谱测量显示,合成样品的发射光谱是连续宽带谱,峰值位于510nm左右,激发光谱是单峰且峰值位于356nm的连续宽带谱。利用单光子计数系统测量了材料的余辉衰减曲线,结果显示Ho3+的适量掺杂可以明显提高铝酸锶的初始发光亮度。当Ho3+的掺入摩尔比例为0.005时,初始亮度是不掺杂Ho3+时的两倍多。对初始亮度增强的机理做了初步的探讨。

自蔓延低温合成SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)及其粒径控制与发光性能

本文采用自蔓延低温(600℃)方法合成了铝酸盐长余辉材料SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+;通过添加聚乙二醇(PEG)有效控制材料的粒径,并采用XRD,SEM,PL等测试方法对粒径、形貌、发光性能等进行了研究。随着PEG量的增加,材料粒径呈减小趋势;未添加PEG时,材料粒径范围在0.2～1.2μm;当PEG的量为0.4%时,材料初始亮度最高,为19110mcd/m2,余辉衰减最慢,材料粒径分布在0.1～0.8μm;当PEG量为0.6%时,粒径最小,粒径范围在0.1～0.5μm。添加PEG后材料的发光亮度有所提高,而余辉衰减变化不明显。实验结果表明:自蔓延低温合成SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+时,通过添加PEG能有效控制合成材料的粒径,借助于PL测试手段以及余辉衰减实验,激发、发射光谱测定所得的检测波长分别为516nm、363nm,合成了粒径细小且发光性能优良的发光材料。

燃烧法表面处理的SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)长余辉发光材料

SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料因耐水性差而使其应用受到极大限制。利用快速燃烧法对SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料进行表面处理,以X射线粉末衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜及荧光光谱等对表面处理前后SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料进行表征。实验结果表明:经燃烧法表面处理后的SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料表面获得了完整而致密的耐水性物质层,可有效提高材料耐水性能。

SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)长余辉材料发光性能与温度依赖研究

对SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉材料在100～500 K温度之间的发光性能进行研究。实验结果表明,材料的荧光及余辉强度在特定温度区间内呈线性变化,在热释峰所在温度范围具有较好的发光性能。其变化规律表明SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉材料内部陷阱中电子的释放包括瞬时释放和延时释放两种类型,其中电子瞬时释放进而跃迁发光是荧光的组成部分,延时释放产生的跃迁则导致余辉发光。陷阱和电子的复合与陷阱中电子释放过程均随温度升高而增强,但温度过高时会发生热猝灭。材料荧光强度与余辉强度在特定温度区间内随温度呈线性变化关系表明其可以作为一种光纤温度传感材料。

杂质的添加对SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)余辉发光特性的改善

采用溶胶 凝胶法制备SrAl2 O4 ∶Eu2 + ,Dy3+ 磷光体 ,并在合成过程中添加硼或硅以探讨光致发光及长余辉发光性质。发现硼、硅添加物不仅是助熔剂 ,且能改良SrAl2 O4 ∶Eu2 + ,Dy3+ 之长余辉的持续时间及余辉发光强度。基于不同磷光体样品的实验结果比较 ,综合材料表面微结构观察、X射线衍射图谱、热释发光光谱与余辉衰减曲线的测量等实验结果分析 ,推断在SrAl2 O4 ∶Eu2 + ,Dy3+ 中添加硼、硅可导致磷光体缺陷增加并稳定活化剂Eu2 + 的价态。

燃烧-发泡法制备不球磨SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)长余辉粉体材料

向体系内添加分散剂、燃烧剂、发泡剂和矿化剂,于低温下进行燃烧-发泡反应,一步制备了不球磨的SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉粉体材料。XRD分析表明,相纯度较高,晶粒尺寸为约35.2nm。FS结果显示,产品有371.8nm、398.6nm、410.0nm和420.4nm 4个主要激发峰,发射峰位于517.2nm,余辉时间达数小时。该方法具有反应时间短,合成温度低,产物发光亮度好,不用球磨就能得到粉体的优点。

H_3BO_3添加量对SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)蓄光性能的影响

采用共沉淀法制备SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+蓄光材料,研究了H3BO3添加量对SrAl2O4:Eu2+,Dy3+蓄光性能的影响.XRD和光学性能测试结果表明,硼酸添加量为5wt%的样品结晶完全,其初始亮度达到5000mcd/m2,余辉时间大于8h,随着硼酸添加量增加,样品结晶程度降低、发光强度逐渐下降、余辉衰减速度加快.因此添加适量硼酸可以改善SrAl2O4:Eu2+,Dy3+的结晶性能和发光性能,过量添加硼酸将导致样品严重结块,SrAl2O4相减少、发光性能大大降低.

长余辉材料SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)的制备及发光性能研究

采用高温固相法,在碳粉还原条件下制备了发光亮度高、余辉时间长的SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料,对其发光性能进行了研究。发光粉体经碳粉还原后的发射光谱表明,其发射主峰位于509 nm左右;余辉衰减曲线证明其余辉衰减过程存在快速衰减和慢衰减两个过程,该发光粉体的余辉时间能持续20 h以上。此外还考察了烧结温度、稀土掺杂量和助熔剂含量对此发光粉体发光性能的影响。

燃烧法合成SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)发光材料及其性能研究

采用燃烧法在较低温度下快速合成了SrAlO:Eu2+,Dy3+长余辉发光粉体,并利用XRD、荧光分光光度24计等测试手段,研究了合成粉体的物相结构以及工艺因素对材料发光性能的影响。结果表明,发光粉体的主晶相为SrAlO,属单斜晶系,晶胞参数为a=0.8442nm,b=0.8827nm,c=0.5162nm,β=97°;激发光谱主峰波长为24398nm、349nm、324nm,发射光谱主峰波长为516nm。

SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)长余辉发光材料的喷雾热解制备及其表征

采用喷雾热解两段法制备了SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料,并利用XRD、SEM、荧光长余辉亮度测试等方法分析了不同制备工艺条件下SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+发光材料的结构、形貌以及发光性能的变化。结果表明:采用喷雾热解两段法可制备出球形SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料,SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+的晶体结构与α-SrAl2O4磷石英晶体结构相同。热解温度、还原温度、添加剂对产物的形貌、粒度分布、发光性能有较大影响。较之高温固相法,喷雾热解法制备的SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+具有发光性能好、形貌好、粒度分布窄等优点。