溶胶-凝胶法制备Gd_(4)Ga_(2)O_(9):Dy^(3+)白光发射荧光粉及其性能

通过溶胶-凝胶法制备了具有白光发射的Gd_(4)Ga_(2)O_(9):x%Dy^(3+)荧光粉,利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和荧光光谱等对产物的物相结构、形貌、组分和光学性能进行研究,并分析了Dy^(3+)掺杂量对样品的影响。XRD结果表明,所制备的样品为Dy^(3+)掺杂的Gd_(4)Ga_(2)O_(9)单斜晶体和少量Ga_(2)O_(3)杂质相的混合物。紫外-可见漫反射光谱结果表明制备的Dy^(3+)掺杂Gd_(4)Ga_(2)O_(9)晶体是一种光学带隙为5.29 eV的直接带隙半导体。荧光检测结果表明Dy^(3+)掺杂Gd_(4)Ga_(2)O_(9)荧光粉可被属于Gd^(3+)激发带的275 nm紫外光有效激发,并在490 nm和575 nm附近分别发射出属于Dy^(3+)的^(4)F_(9/2)→^(6)H_(15/2)和^(4)F_(9/2)→^(6)H_(13/2)跃迁的蓝色和黄色的强烈光,证实在Gd_(4)Ga_(2)O_(9):Dy^(3+)样品中存在显著的由Gd^(3+)到Dy^(3+)的能量传递发光现象。同时,对其发光机制进行了讨论。样品的发光强度随着Dy^(3+)掺杂量的变化而变化,同时影响着样品的发光颜色,Dy^(3+)掺杂量为1.5%和2%时制备的荧光粉可在紫外光激发下分别发射出CIE色坐标为(0.3362,0.3512)和(0.3381,0.3523)、相关色温为5340 K和5263 K的白色光。研究结果表明Gd_(4)Ga_(2)O_(9):Dy^(3+)是一种潜在的紫外光激发白光发射荧光材料。

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。

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。

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+)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.

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。

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.

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。

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。

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。

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。

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。

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。

长余辉荧光粉SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)光谱表征方法改进

针对长余辉发光材料SrAl2O4:Eu2+,Dy3+掺杂体系,从饱和激发时间、样品表面状况、入射光的强度和角度等影响其固体荧光光谱的各因素逐一进行研究,探索满足该类材料进行定性及定量分析测试要求实验条件。实验结果表明,当测试条件设定为样品台位于30°,以365 nm紫外光作为激发光,激发狭缝6 nm,发射狭缝0.5 nm,饱和激发时间180 s且样品背面不透光时,样品发射光谱具有很高的检测灵敏度和重复性,并且测试的相对偏差可以控制在3%以内,基本满足固体荧光强度定量测试要求,可以作为一种更方便、快捷的检测手段应用于固体荧光材料制备方案优化、材料性能评判等领域。

燃烧法制备SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)长余辉发光粉体的有机包覆研究

鉴于燃烧法合成的发光粉体的表面形貌、结构不同于传统的高温固相法的产品,针对性的研究了燃烧法合成的SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)发光粉体的有机包覆问题。实验采用了硅烷偶联剂(MAPS)直接包覆和MAPS+聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)有机复合包覆法2种包覆方法,并通过耐水性测试、荧光光谱、IR和SEM等测试手段进行分析研究。结果显示2种方法均能实现有效包覆,并显著的改善发光粉体的耐水性,但MAPS直接包覆后粉体的瞬时发光强度要优于MAPS+PMMA有机复合包覆法。MAPS用量选择在1.0mL左右较为适宜。相比较高温固相法,燃烧法产物包覆量较大,发光强度下降显著,这是由于粉体具有疏松多孔的内部结构而导致的。

绿光SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)到近红外光LiGa_5O_8∶Cr^(3+)的余辉能量传递及近红外余辉增强

相较于蓝绿光长余辉材料,近红光长余辉材料不仅种类少,其性能也相对较差。本文探索基于余辉能量传递的机理,实现将绿光长余辉材料Sr Al_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)的余辉能量传递给近红外光长余辉材料Li Ga_5O_8∶Cr^(3+),以此来增强Li Ga_5O_8∶Cr^(3+)的余辉性能。实验首先采用高温固相法分别合成Sr Al_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)和LiGa_5O_8∶Cr^(3+),然后再按不同的质量比例混合均匀,最后测试混合材料的余辉光谱性能。实验结果表明,与Sr Al_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)混合后,来自于Li Ga_5O_8∶Cr^(3+)的718 nm近红外余辉增强;不同比例下混合后Li Ga_5O_8∶Cr^(3+)的余辉光谱增强效果不一,其中两者比例为1∶1时,能量传递效率最佳,Li Ga_5O_8∶Cr^(3+)的余辉最强。最后在监测Li Ga_5O_8∶Cr^(3+)的余辉718 nm的热释曲线中呈现了明显的Sr Al_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)的热释峰,是两者之间存在能量传递的重要证据。该结果阐明了两种长余辉材料间余辉能量传递的可行性,为改善近红外长余辉材料余辉性能提供了一种有潜力的方法。