高效率BaAl_(4)Sb_(2)O_(12)∶Eu^(2+)荧光粉合成与发光性能

白光LED作为第四代照明光源已经广泛应用到人们生活的各个领域,其中荧光粉是获得高性能白光LED的关键材料之一。如何用简单的方法制备高性能的荧光粉是目前研究人员的一个挑战性工作。本文采用高温固相法,加入助熔剂H_(3)BO_(3)、NH_(4)Cl、SrF_(2)、LiF和BaF_(2),成功制备了BaAl_(4)Sb_(2)O_(12)∶Eu^(2+)(BASO∶Eu^(2+))荧光粉。通过晶体结构分析、发射光谱、X射线光电子能谱(XPS)以及荧光寿命分析,表明过量的Sb_(2)O_(3)能够有效地将Eu^(3+)还原成Eu^(2+),提高Eu^(2+)在563 nm处的荧光强度约12.5倍,内量子效率(IQE)可以达到96.14%。另外,还研究了不同助熔剂对荧光粉晶体结构、荧光强度以及内量子效率的影响。本实验采用的方法简单,避免使用具有一定危险的还原性气体烧结,易于工业化应用以及降低生产成本。

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。

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。

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。

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。

燃烧合成SrAl_2O_4∶Eu,Dy长余辉发光材料的研究

利用燃烧合成法低温合成 Sr Al2 O4∶ Eu,Dy长余辉发光材料 .研究炉温、反应物中铝锶比、助溶剂和可燃物等对发光材料性能的影响 .研究结果表明 ,反应物置于温度为 5 0 0℃的高温炉中发生点火燃烧得到的产物性能最好 ,发光时间超过 12 h,其发射光谱的最大波长在 5 2 0 nm左右 .与高温固相反应法比 ,该方法具有合成温度低 ,反应时间短 ,所得产物硬度小 ,发光亮度好等优点 .

SrAl_2O_4∶Eu,Dy的粉末粒度与发光性能的关系

SrAl2 O4 ∶Eu ,Dy发光材料是近年来发展起来的一种高效的长余辉发光材料 ,具有绿色余辉。本实验对发光材料的粉末进行了粒度分级 ,研究了粒度的大小对发光效果的影响 ,粒度越小发光效果越差。利用扫描电镜分析了发光粉末的化学成分 ,探讨了影响发光的原因。

CaMoO_4∶Eu^(3+)发光材料的制备和发光性质的研究

用共沉淀法与高温焙烧法制备了样品CaMoO4∶Eu3+。TG-DTA谱图表明:800℃时,样品吸收的能量最大,即形成稳定的CaMoO4∶Eu3+结构。用XRD谱图进一步分析表明:800℃时,样品CaMoO4∶Eu3+已形成CaMoO4的白钨矿结构。由于2个Eu3+取代3个Ca2+,导致了晶体产生微小的晶体缺陷,从而形成具有p-n结的半导体。经过激发和发射谱图的测试发现:这种缺陷结构不但可以使Eu3+禁戒的4f电子发生跃迁,而且可以使MoO42-的能量高效地传递给Eu3+,尤其使与MoO42-的发射特征峰(488nm)部分重叠的Eu3+(465nm)的7F0→5D2电子跃迁得到了极大的加强,进而在λex=465nm的发射谱图中,自激活荧光体MoO42-的发射强度被大大减弱甚至猝灭,而Eu3+的5D0→7F2(612nm)跃迁的红光发光强度被大大增强,使该材料成为有潜在应用价值的发光材料。

掺Eu、Mn的CaSO_4磷光体的热释光特性

研制了掺Eu、Mn的CaSO4磷光体 ,测量了它的热释光的二维和三维发光谱 ,发现不同的热处理温度 ,可以改变样品中Eu2 + 与Eu3+ 的浓度比 ,提高热处理温度可以增强Eu3+ 的热释光高温峰 ,降低Eu3+ 的低温峰。Mn的掺入大大提高了Eu2 + 发光峰强度 ,表明Mn离子与Eu2 + 之间有能量转移。

溶胶-凝胶法制备Zn2SiO4：Eu^3＋红色荧光粉

采用溶胶-凝胶法在Zn2SiO4基质中掺杂Eu3+,合成了红色荧光粉Zn2SiO4∶Eu3+。通过样品的X射线衍射光谱、红外光谱、扫描电镜以及光致发光光谱的测试和表征,研究了Zn2SiO4∶Eu3+的内部结构和发光特性。扫描电镜结果显示样品为球状荧光粉,颗粒直径为1~3μm。在395 nm激发下,样品在613 nm处发射出很强的红光。结合荧光光谱,分析了样品的退火温度,Eu3+的浓度,电荷补偿剂Li+的浓度对样品发光强度的影响。研究发现,红色荧光粉Zn2SiO4∶Eu3+的发光强度随退火温度的升高而增加,发光强度随Eu3+和Li+浓度的增加先增大后减小。

水热法制备不同形貌的GdVO_4:Eu^(3+)纳米发光材料

采用水热法制备了不同形貌的GdVO4:Eu3+纳米晶样品,对其结构以及发光性质进行了表征。XRD结果表明:水热前驱体和经过灼烧之后样品均为四方晶系,具有锆石结构。TEM照片表明:通过改变表面活性剂分别得到了分散性良好的米粒状、六角形和球形的GdVO4:Eu3+纳米晶粒子。发光光谱表明:在288nm的紫外光激发下,不同形貌的GdVO4:Eu3+纳米晶材料均在617nm处产生特征红光发射,归属为Eu3+离子的5D0→7F2跃迁,不同形貌粒子的发光光谱的相对强度有所不同。

Eu^(3+)在LiSrPO_4中的发光及浓度猝灭机理

采用高温固相法合成了白光发光二极管用LiSrPO4∶Eu3+红色荧光粉。测量了LiSrPO4∶Eu3+的激发和发射光谱,结果显示材料的发射光谱为一系列尖峰,主峰位于616nm,具有很强的红光发射;激发光谱中O2-→Eu3+的电荷迁移态CTS(220～310nm)非常低,Eu3+的f→f(310～500nm)跃迁吸收很强,主峰位于393nm,与InGaN(350～410nm)管芯匹配。比较了LiSrPO4∶Eu3+与LiCaPO4∶Eu3+、LiBaPO4∶Eu3+发射光谱的差异,这三种晶体中Eu3+占据的格位对称性按Ca、Sr、Ba顺序逐渐增加。根据Dexter理论判定Eu3+在LiSrPO4中的浓度猝灭机理为电四极-电四极(q-q)相互作用。加入电荷补偿剂Li+、Na+和Cl-均提高了LiSrPO4∶Eu3+材料的发射强度。LiSrPO4∶Eu3+是一种适合白光发光二极管激发的红色荧光粉。

微波辐射法快速合成CaMoO_4:Eu^(3+)红色荧光粉及其性质研究

以二氧化锰为微波吸收剂,采用微波辐射法成功合成了CaMoO4∶Eu3+红色发光材料。用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、荧光分光光度计分别对样品的物相结构、形貌和发光性质进行了分析和表征。结果表明:所合成的CaMoO4∶Eu3+晶体结构与CaMoO4相似,属四方晶系结构;样品大颗粒呈立方形,尺寸约4～8μm,是由200～300nm的类球形颗粒组装而成。样品的激发光谱由位于200～350 nm的一个宽带和350～500 nm的一系列尖峰组成,最大激发峰位于305 nm处;发射光谱由位于550～750 nm的一系列尖峰组成,最强的发射峰位于617 nm处,归属于Eu3+的5D0→7F2跃迁。当反应时间为40 min,微波功率为中高火,电荷补偿剂Li+的掺杂量为8mol%时,样品的发光强度最大,约为未掺杂电荷补偿剂样品的4倍。

微波法合成CaWO_4∶Eu^(3+)红色荧光粉及其发光性能的研究

采用微波法合成了四方晶系的CaWO4∶Eu^(3+)红色荧光粉。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光光谱(PL)等分析手段对样品的结构、形貌以及发光性能进行了表征。研究了结构控制剂种类、PEG添加量、Eu^(3+)掺杂浓度、设置温度、反应物浓度等对合成CaWO4∶Eu^(3+)发光材料的发光性能以及形貌的影响。实验结果表明,所合成四方晶系的CaWO4∶Eu^(3+)红色荧光粉在393nm紫外激发下的发射主峰位置在614nm处。当反应条件分别为PEG添加量为1.00g、Eu^(3+)掺杂浓度20%、设置温度为120℃、反应物浓度为0.06mol/L时样品具有最强的发光强度。在紫外灯照射下,样品呈现出明亮的红色。

CaMoO_4:Eu^(3+)红色荧光粉化学共沉淀合成与表征

以NH4HCO3-NH3·H2O为混合沉淀剂,采用化学共沉淀法制备CaMoO4:Eu3+红色荧光粉.通过TG-DTA和XRD研究CaMoO4:Eu3+前驱体的热分解和晶相形成过程;采用SEM和PL表征了该荧光粉的表面形貌和发光性能,并与NH4HCO3沉淀剂、NH3·H2O沉淀剂合成的CaMoO4:Eu3+荧光粉以及高温固相法制备的荧光粉进行对比.结果表明,煅烧温度700℃时,前驱体能够完全转换成单一CaMoO4:Eu3+白钨矿结构;煅烧温度900℃制备的荧光粉发光强度达到最大值;采用混合沉淀剂制备的荧光粉大小均匀、无团聚、呈类球型,平均粒径0.9μm.与高温固相法比较,其激发光谱中的Eu-O电荷迁移带向长波方向微小移动,而7F0→5L6(394nm)和7F0→5D2(465nm)的强电子吸收能有效改善红色荧光粉使用性能;与单独的NH4HCO3或NH3·H2O沉淀剂或高温固相法相比,该荧光粉发光性能显著改善,发光强度为传统固相法的2倍.

K_2NiF_4型Eu_(2-x)Sr_xCuO_4稀土复合氧化物的合成、结构及还原特性

研究了具有K2 NiF4 型结构的Eu2 -xSrxCuO4 复合氧化物的合成、物相结构及其还原特性。发现用络合 凝胶法制备时 ,Eu2 -xSrxCuO4 复合氧化物的生成温度为 110 0℃左右 ,粉末XRD表明Eu2 -xSrxCuO4 复合氧化物属四方晶系 ,空间群为I4/mmm ,其晶胞参数随x的增加而增加。当x≥ 0 7时 ,多余的Sr不能进入晶胞而呈游离的SrO形式存在 ,同时在物相中也存在一定数量的CuO物相。Eu2 -xSrxCuO4 系列复合氧化物对CO和甲烷的催化氧化反应的活性在x较小时随着x的增加而增加。

可用于白光LED的红色荧光粉NaGdTiO_4:Eu^(3+)的制备及光学性质

采用高温固相反应法制备了NaGdTiO4∶Eu3+红色荧光粉。利用X射线衍射和荧光光谱对NaGdTiO4∶Eu3+粉末进行了表征,研究了TiO2含量和Eu3+掺杂摩尔分数对粉末晶体结构和发光性能的影响。当TiO2的量在当量反应基础上增加50%时,制得了单一正交相NaGdTiO4。荧光光谱测试结果显示,样品在紫外区存在强的宽激发带,对应于NaGdTiO4基质的吸收。在281 nm紫外光激发下,样品显示出强的红光发射,表明NaGdTiO4基质到Eu3+之间存在有效的能量传递。该类钛酸盐红色荧光粉在近紫外光激发型白光LED中具有潜在的应用价值。

助熔剂对绿色荧光粉Ba_2SiO_4:Eu^(2+)颗粒形貌及发光性能的影响

采用高温固相法在弱还原气氛下合成了Ba2SiO4∶Eu2+绿色荧光粉,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光分光光度计考察了不同助熔剂对Ba2SiO4∶Eu2+荧光粉的结晶度、物相纯度、颗粒形貌和发光强度的影响,并详细讨论了不同助熔剂在荧光粉制备过程中的作用机理。结果表明:不加助熔剂时样品存在BaSi2和SiO2杂相;利用NH4F、Na2CO3或H3BO3作为助熔剂时会抑制BaSi2杂相的形成,而BaF2作助熔剂可以得到纯的斜方晶系。与未加助熔剂合成的荧光粉相比,添加质量分数为2%的BaF2、NH4F或Na2CO3后合成样品的发光强度分别提高了138%,81%和34%;而质量分数为2%的H3BO3作助熔剂时,荧光粉的发光强度反而降低了14%。BaF2作助熔剂合成的荧光粉颗粒形貌接近球形,以NH4F、Na2CO3或H3BO3作助熔剂合成的荧光粉颗粒形貌分别为不规则片状、纺锤体形和不规则多边形大颗粒。