Bi^(3+)、Eu^(3+)共掺杂La_(4)GeO_(8)荧光粉的制备及可调发光

为了开发出高效稳定的单一基质白光发射荧光材料,本工作通过高温固相法成功合成了一系列La_(4)GeO_(8)∶Bi^(3+),Eu^(3+)荧光粉样品,并通过X射线衍射、室温光谱、变温光谱等手段研究了实验样品的结构与发光性能。研究发现,Bi^(3+)离子在该结构中占据两种不同的格位(Bi^(3+)(Ⅰ)和Bi^(3+)(Ⅱ)),且在紫外光激发下呈现两个峰值分别在475 nm和620 nm的宽带发射。对于Bi^(3+)、Eu^(3+)共掺样品,由于Bi^(3+)(Ⅰ)与Eu^(3+)之间的竞争吸收、Bi^(3+)(Ⅰ)至Bi^(3+)(Ⅱ)以及Bi^(3+)(Ⅱ)至Eu^(3+)的能量传递作用,可实现蓝色至红色、橙红色至红色的可调发光。特别地,样品La_(4)GeO_(8)∶0.07Bi^(3+),0.06Eu^(3+)在313 nm光激发下可获得CIE值为(0.335,0.319)的优异白色发光。此外,该白光发射材料具有较佳的发光热稳定性,当温度升高至380 K时,发光积分强度仍然为室温的59%,表明其在白光二极管上具有潜在的应用价值。

红色荧光粉CaWO_(4)∶Eu^(3+),Bi^(3+)的制备和光学性能的研究

本文采用高温固相法合成了一系列红色荧光粉CaWO_(4)∶Eu^(3+),Bi^(3+)。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计等手段,对样品的晶体结构、微观形貌、光学性能、能量传递方式、荧光寿命和热稳定性进行了表征。结果表明,当Eu^(3+)和Bi^(3+)的掺杂浓度分别为7%和2%时(摩尔分数),荧光粉红色发光(615 nm)最强,理论计算得到荧光粉的平均颗粒尺寸为50.27 nm,这与电子显微镜观察结果相符合。能量传递方式以电偶极-电四极相互作用为主,对CaWO_(4)∶7%Eu^(3+),yBi^(3+)(y=0~6%)系列荧光粉进行了荧光寿命测量,发现它们荧光寿命基本相同,都在0.56 ms左右。对CaWO_(4)∶7%Eu^(3+),2%Bi^(3+)荧光粉在不同温度下的光谱进行比较,并且计算相应的色度坐标,当温度升高时,色度坐标整体左移,发光强度有所变弱,但整体来说热稳定性较好。较好的热稳定性和明亮红光发射表明该荧光粉可以作为潜在商用红光荧光粉。

表面活性剂辅助下Eu^(3+)/Bi^(3+)掺杂的BaWO_(4)荧光粉的微波水热合成及荧光性能研究

采用微波水热法制备出四方相白钨矿结构的BaWO4:Eu^(3+)/Bi^(3+)荧光粉,研究表面活性剂种类和离子掺杂量对产物形貌和性能的影响,并使用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱仪对合成产物进行表征。结果表明:在不同表面活性剂下,可以合成出椭圆状、束状、类八面体状的BaWO_(4)晶体。Eu^(3+)/Bi^(3+)的掺杂使得合成产物形貌向骨棒状结构转变。BaWO4:Eu^(3+)/Bi^(3+)可以被近紫外光(394 nm)有效激发,并在613 nm处显示最强发射峰。Bi^(3+)可以改善产物形貌的均一性并有效敏化Eu^(3+),使得合成产物表现出更优异的红光性能。

Ca_(2)MgTeO_(6)∶Bi^(3+),Mn^(4+)材料的发光性能和温度探测

通过高温固相法成功制备了一系列Ca_(2)MgTeO_(6)∶Bi^(3+),Mn^(4+)荧光粉,对其微观结构、形貌、发光特性和温敏特性进行了表征。Ca_(2)MgTeO_(6)∶Bi^(3+),Mn^(4+)荧光粉具有不同温度敏感性的双发射中心,分别来自于Bi^(3+)离子^(3)P_(1)→^(1)S_(0)跃迁和Mn^(4+)离子的^(2)E_(g)→^(4)A_(2g)跃迁。由于Bi^(3+)、Mn^(4+)离子的发光强度随温度变化的规律不同,利用该特性进行测温研究,在200~500 K范围内,该荧光粉的最大绝对灵敏度和相对灵敏度分别达到0.027 K^(-1)和1.83%·K^(-1),并且观察到荧光粉的发光颜色由橙黄色逐渐变为紫红色。实验结果表明,Ca_(2)MgTeO_(6)∶Bi^(3+),Mn^(4+)荧光粉作为光学测温材料在温度探测方面有一定的潜力。

Bi^(3+)和Eu^(3+)在Ca_2SiO_4中的发光和能量传递

用高温固态反应合成了Ca_2SiO_4:Bi^(3+),Ca_2SiO_4:Eu^(3+)和Ca_2SiO_4:Eu^(3+),Bi^(3+)发光体。讨论了不同掺杂量和掺杂种类时Bi^(3+)对Eu^(3+)的~5D_0-~7F_1,~5D_0-~7F_2发射的影响规律。实验发现,Ca_2SiO_4:Bi^(3+)在紫外线激发下发出明亮的蓝色光,Ca_2SiO_4:Eu^(3+),Bi^(3+)中的Bi^(3+)能将激发能传递给Eu^(3+),使Eu^(3+)的~5D_0-~7F_1和~5D_0-~7F_2两种跃迁都大大加强,同时,Bi^(3+)也发出鲜艳的紫色光。

Bi^(3+)或Sm^(3+)掺杂对NaGd(WO_4)_2∶Eu^(3+)荧光粉结构和发光性质的影响

采用水热法制备了白光LED用NaGd_(0.95-x)(WO_4)_2∶0.05Eu^(3+),x Bi^(3+)(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08)和NaGd_(0.95-y)(WO_4)_2∶0.05Eu^(3+),y Sm^(3+)(y=0,0.01,0.02,0.03,0.04)系列红色荧光粉,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜及荧光分光光度计等表征手段分析了样品的物相结构、颗粒形貌以及发光性质。结果表明:少量离子掺杂对NaGd(WO_4)_2的晶体结构影响较小,样品均为四方晶系、白钨矿结构的纯相;颗粒形貌呈四方盘状,且粒度均匀,分散性良好,Bi^(3+)或Sm^(3+)的引入使颗粒尺寸由原来的4μm分别增加至5μm和6μm。该系列荧光粉均可被近紫外光(394 nm)有效激发,其最强发射峰位于614 nm处,归属于Eu^(3+)的5D0→7F2电偶极跃迁。掺杂适量的Bi^(3+)或Sm^(3+)可有效提高NaGd_(0.95)(WO_4)_2∶0.05Eu^(3+)荧光粉的发光强度和红光的色纯度,其中Sm^(3+)的引入对其影响更为明显。

白光LED用BaWO_4∶Eu^(3+)荧光粉的制备与光谱性能研究

采用水热法合成前驱体WO_(3!)·0.34H2O,以此前驱体分别采用水热法和高温固相法合成Ba WO_4∶Eu^(3+)荧光粉,并对此荧光粉的光谱性能进行了研究。实验结果表明:水热法制备的荧光粉Ba WO_4∶Eu^(3+)与高温固相法制备的荧光粉具有相同的光谱性质;荧光粉Ba WO_4∶Eu^(3+)的激发和发射光谱都是Eu^(3+)的f→f的特征峰,激发光谱的峰位分别为416 nm、464 nm、535 nm,且464 nm吸收最强;发射光谱的峰位分别为578 nm、592 nm、612 nm、703 nm,且612 nm的发射最强;由浓度实验得知其猝灭浓度为20at%。此荧光粉可与蓝光LED相匹配的红色荧光粉,可掺杂在传统白光LED(蓝光LED+黄色荧光粉YAG:Ce)中增加红光发射,弥补其显色性低的缺陷。

水热法制备PEG-400辅助下的Bi^(3+)敏化NaLa(WO_4)_2∶Eu^(3+)荧光粉及其发光性能研究

本文通过PEG-400辅助水热合成了NaLa(WO_4)_2∶Eu^(3+)-Bi^(3+)红色荧光粉,并且运用XRD、SEM、EDS、PL等测试手段对荧光粉体的结构、形貌、荧光性能进行了表征。实验结果表明:在pH=7.0~10.0范围内,可以制备出纯相的NaLa(WO_4)_2∶Eu^(3+)-Bi^(3+)。当Eu^(3+)的掺量达到5mol%,产品呈现为分散性较好的四方状微晶,粒径为5~6μm。增加Bi^(3+)的掺量,产物形貌向圆球状转变。在λ_(ex)=396 nm的波长激发下,粉体发出强烈红光,此时的Eu^(3+)位于NaLa(WO_4)_2晶体中非反演对称中心位置。当Bi^(3+)的掺杂量为0.8mol%时,Eu^(3+)的荧光强度提升了近4.2倍,持续增加Bi^(3+)掺量,会出现浓度猝灭现象。不仅如此,关于铋离子桥:WO_4^(2-)→Bi^(3+)→Eu^(3+)的级联能量传递机理也进行了探究。

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。

基于Sm^(3+)敏化的红色荧光粉Na_(5)Y(MoO_(4))_(4)∶Eu^(3+)发光性能研究

采用高温固相法制备了一系列新型Na_(5)Y_(1-x)(MoO_(4))_(4)∶x Eu^(3+)(x=0~0.14)和Na_(5)Y_(0.9)-y(MoO_(4))_(4)∶0.1Eu^(3+),y Sm^(3+)(y=0~0.08)红色荧光粉,并对Na_(5)Y_(1-x)(MoO_(4))_(4)∶x Eu^(3+)(x=0~0.14)和Na_(5)Y_(0.9)-y(MoO_(4))_(4)∶0.1Eu^(3+),y Sm^(3+)(y=0~0.08)的物相结构、发光性能、热稳定性、荧光寿命等性能进行了研究。结果表明,在单掺Eu^(3+)的条件下,Na_(5)Y_(1-x)(MoO_(4))_(4)∶x Eu^(3+)(x=0~0.14)荧光粉在395nm紫外光激发下,发射出峰值波长在615nm的强红光,其掺杂浓度为x=0.1,样品的发光强度最高。进一步探究Sm^(3+)对Eu^(3+)在Na_(5)Y_(1-x)(MoO_(4))_(4)∶x Eu^(3+)(x=0~0.14)中的敏化增强作用。通过研究该样品不同Sm^(3+)掺杂浓度下的荧光发射谱,发现Sm^(3+)敏化增强的最佳掺杂浓度为y=0.04;相较于单掺Eu^(3+)的样品,Sm^(3+)敏化后的样品其发光强度为原来的113.8%。Sm^(3+)敏化后的样品存在能量传递现象,能量传递机制为Eu^(3+)与Sm^(3+)之间的电偶极-电偶极相互作用。温度相关荧光发射谱实验结果表明Na_(5)Y_(0.86)(MoO_(4))_(4)∶0.1Eu^(3+),0.04Sm^(3+)具有较好的热稳定性,在437K时荧光发射强度约为室温时的70%左右,而Na_(5)Y_(0.9)(MoO_(4))_(4)∶0.1Eu^(3+)在437K时的荧光发射强度约为室温时的68%左右。因此,Sm^(3+)敏化的Eu^(3+)掺杂Na_(5)Y(MoO_(4))_(4)荧光粉在白光LED领域中具有较大的应用可能性。

Dy^(3+),Eu^(3+)共掺杂BaWO_4荧光粉的合成及荧光性能研究

采用微波共沉淀法,合成了BaWO_4:Dy^(3+),Eu^(3+)系列荧光粉.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光光谱(PL)等分析手段分别对样品的结构、形貌以及发光性能进行了表征.研究了激活剂离子的物质的量之比、助剂等反应参数对BaWO_4:Dy^(3+),Eu^(3+)发光性能的影响.实验结果表明,随着Eu^(3+)在掺杂稀土离子中的物质的量之比增大,Dy^(3+)的发射峰逐渐减弱,而Eu^(3+)的发射峰逐渐增强,说明Dy^(3+)和Eu^(3+)之间存在能量传递.结构控制剂的添加有助于发光强度的增强,当添加L-谷氨酸为结构控制剂,激活剂离子的物质的量之比为1∶2时,具有最大发光强度.

CaMoO_(4):Eu^(3+)荧光材料的合成及其在手印显现中的应用

目的:传统手印显现材料在使用过程中因与客体背景颜色、花纹图案反差较小,导致手印显现的对比度不高。另外,大多数传统粉末的吸附能力较弱,未能充分反映手印的细节特征,导致手印显现的灵敏度不高。方法:采用高温煅烧法制备了CaMoO_(4):Eu^(3+)荧光材料,并通过X射线粉末衍射仪和荧光光谱仪对材料的物相组成及光学性能进行了分析,在此基础上重点考察了材料对不同类型非渗透性客体表面潜在手印的显现性能。结果:在紫外光的激发下,CaMoO_(4):Eu^(3+)荧光材料发射出明亮的红色荧光;CaMoO_(4):Eu^(3+)荧光材料在手印显现过程中,可使显现的手印和客体背景之间产生较大的对比反差,且显现的手印展现出更多的细节特征(1~3级特征清晰可辨)。结论:CaMoO_(4):Eu^(3+)荧光材料在手印显现过程中展现出了较高的对比度和灵敏度,为后续的手印鉴定工作提供了强有力保障,具备潜在的一线公安实战应用前景。

效应面优化模型获取Y_(4)GeO_(8)∶Bi^(3+),Eu^(3+)红色荧光粉掺杂浓度

使用更直接的方法(效应面优化模型)预测了Y_(4)GeO_(8)∶Bi^(3+),Eu^(3+)样品的最强红光发射。预测最佳样品掺杂的Bi^(3+)离子和Eu^(3+)离子浓度分别为31.03%和67.36%(摩尔分数)。制备最佳样品后对其光致发光性能进行了测试和表征。荧光粉Y_(4)GeO_(8)∶31.03%Bi^(3+),67.36%Eu^(3+)具有最强的红光发射,并且强度的实验值和理论值之间的差值很小。优化样品的色坐标为(0.6457,0.3490),计算出的色纯度为98%,内量子效率高达72.5%。本文提供了一种直接寻找发光最强的荧光粉最佳掺杂浓度的方法,可用于探索各种类型的共掺杂荧光粉。

植物补光灯用Sr_(3)LiSbO_(6):Mn^(4+),Eu^(3+)荧光粉的制备及发光性能

目的:探究一种新型植物补光灯用荧光粉的制备与发光性能。方法:采用高温固相法制备红色荧光粉Sr_(3)LiSbO_(6):Mn^(4+),Eu^(3+),分析其XRD、SEM、发光性能、热稳定性、寿命衰减和色度坐标。结果:制得的荧光粉可被305 nm紫外光激发,其中Sr_(3)LiSbO_(6):0.2%Mn^(4+),14%Eu^(3+)具有最佳发光强度,并在698 nm处呈现强的红光荧光辐射。同时探究样品的浓度猝灭效应,将猝灭归因于偶极-偶极(d-d)相互作用。探讨样品的热稳定性,在155℃下的发光强度为室温下的64.5%。同时对样品的荧光寿命和CIE进行系统分析,结果表明利用最佳荧光粉封装的LED呈现强的红光荧光辐射。结论:制得的Sr_(3)LiSbO_(6:)Mn^(4+),Eu^(3+)荧光粉是一种新型LED红色荧光材料。荧光发射谱与植物光敏色素P fr和P r的光谱比对表明,基于该荧光粉封装的LED在植物照明方面具有较好的应用前景。

CaGd_2(MoO_4)_4∶Eu^(3+),Bi^(3+)红色荧光粉的制备及发光性能

采用水热法制备了CaGd_(2-x-y)(MoO_4)_4∶xEu^(3+),yBi^(3+)(x=0.01~2,y=0~0.04)系列红色荧光粉。分别用XRD、SEM和荧光分光光度计对样品的晶体结构、微观形貌和发光性能进行了研究。结果表明,样品荧光粉具有体心四方白钨矿结构,属于I4_1/a(88)空间群,15%Eu^(3+)和1%Bi^(3+)(摩尔分数)的相继掺杂对样品基质晶体结构影响不大。样品粉末颗粒呈类八面体状,粒度比较均一,分散性良好,粒径在3~5μm之间。样品的激发光谱由位于200~350 nm的激发宽带和位于350~550 nm的系列激发峰构成,最强激发峰位于396 nm。发射主峰位于617 nm,对应于Eu^(3+)的~5D_0→~7F_2特征跃迁发射。研究未发现Eu^(3+)的浓度猝灭现象。Bi^(3+)的掺杂能对Eu^(3+)起敏化作用,显著提高样品的红光发射和色纯度,其作用类型为交换交互型,最佳掺杂量y=0.01。

YVO_4:Eu^(3+),Bi^(3+)荧光粉的制备及荧光性能研究

用溶胶凝胶法在较低温度下制备了YVO4:Eu3+,B i3+荧光粉,采用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)及荧光分光光度计测试,研究了合成产物的结构、表面形貌,分析了在Eu3+含量一定的情况下掺杂B i3+的浓度的变化对发光性能的影响。结果表明,溶胶凝胶法合成的YVO4:Eu3+,B i3荧光粉为单相结构、粒径在1μm左右、无团聚现象;B i3+对Eu3+离子有敏化作用,在一定浓度下使荧光粉的发射强度增加。

Eu^(3+)、Si^(4+)共掺杂TiO_2光催化剂的协同效应

采用溶胶-凝胶-浸渍法制备了Eu/Ti/Si纳米光催化剂,并通过XRD、FT-IR、EPR等进行了表征.结果表明,掺入Eu3+和Si4+,阻止了TiO2从锐钛矿晶型向金红石晶型的转变,使TiO2的粒径减小,且Eu3+能够促进Si4+进入TiO2的晶格中.以甲基橙为光催化反应模型化合物,考察了光催化剂的活性.测定了甲基橙在不同光催化剂上的吸附常数,探讨了催化剂对甲基橙的吸附机理.Eu3+和Si4+的最佳掺入量分别为wEu=0.03%、wSiO2=39.06%,且Eu3+和Si4+同时掺入TiO2光催化剂产生协同效应.讨论了光催化活性与催化剂性质的关系.

Sr_2SiO_4:Eu^(3+)发光材料的制备及其光谱特性

采用溶胶-凝胶法制备了Sr2SiO4:Eu3+发光材料.测量了Sr2SiO4∶Eu3+材料的激发与发射光谱,发射光谱主峰位于618nm处;监测618nm发射峰时,所得激发光谱主峰分别为320、397、464和518nm.研究了Sr2SiO4∶Eu3+材料在618nm的主发射峰强度随Eu3+浓度的变化情况.结果显示,随Eu3+浓度的增大,发射峰强度先增大;当Eu3+浓度为7%时(x),峰值强度最大;而后随Eu3+浓度的增大,峰值强度减小.在Eu3+浓度为7%的情况下,研究了电荷补偿剂Li+的掺杂浓度(x(Li+))对Sr2SiO4∶Eu3+材料发射光谱强度的影响.结果显示,随x(Li+)的增大,材料发射光谱强度先增大后减小,当x(Li+)为8%时,峰值强度最大.

Eu^(3+)掺杂的Sr_2CeO_4荧光材料的燃烧法合成及其性能研究

以尿素作燃料,Sr,Ce和Eu的硝酸盐作反应物,采用燃烧法得到了稀土Eu3+掺杂的Sr2CeO4前驱体粉末。将前驱体在一定温度下烧结3h,合成了红色荧光材料。经过对材料进行X射线衍射(XRD)分析,确定了烧结温度在1050～1200℃时,能够得到纯度较高的产品。用扫描电镜(SEM)观察到样品烧结后的形貌为不规则的椭圆形,粒径范围在1～3μm之间。样品的发射光谱和激发光谱表明,Eu3+在Sr2CeO4基质中有很高的猝灭浓度(10%,摩尔分数),随着Eu3+掺杂浓度的增加,可以使蓝白光调整到红白光,进而到红光。

白光LED用红色发射荧光粉Gd2(MoO4)3：Eu^3＋制备与表征

以NH4F为助熔剂采用固相反应法合成了Eu3+掺杂的-αGd2(MoO4)3荧光粉。研究了引入不同含量助熔剂时对材料的结晶、荧光粉颗粒粒径、表面形貌及光谱性质的影响。实验结果表明,引入重量比为3%时样品具有好的结晶和优良的光谱性质;同时,随着助熔剂量的增加Eu3+离子在晶体中所处的格位对称性发生了变化;另外,通过Eu3+掺杂浓度变化的结果讨论了Eu3+的浓度猝灭行为。光谱测量的结果表明,该荧光粉与其他商品荧光粉不同,其最有效的激发波长不在电荷迁移带范围,而是465和395 nm跃迁,该荧光粉可作为近紫外LED和三基色荧光粉组合型白光器件的红色荧光粉的候选材料。