Ce^(3+)-Tb^(3+)共掺杂黄磷炉渣微晶玻璃的发光与能量传递

以黄磷炉渣为原料,采用高温熔融法制备Ce^(3+)-Tb^(3+)共掺杂黄磷炉渣发光微晶玻璃,通过差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、稳态/瞬态荧光(FLS)、CIE色度等探究不同的Tb^(3+)掺杂量对微晶玻璃析出晶相、发光性能和样品色度的影响。结果表明,Ce^(3+)和Tb^(3+)的引入,微晶玻璃主晶相为硅灰石,在310 nm波长激发下,随着Tb^(3+)掺杂量增加,位于380 nm处Ce^(3+)的特征发射峰减小,543 nm处Tb^(3+)的特征发射峰增强,证实Ce^(3+)和Tb^(3+)之间存在能量传递,能量传递效率达到24.55%。此外,通过调整Tb^(3+)掺杂量,微晶玻璃发光颜色可由蓝光调至绿光,从而实现发光颜色的可控化。

Gd^(3+)/Ce^(3+)对Tb^(3+)掺杂氟氧化物玻璃发光敏化作用的影响

本文采用高温熔融法制备了Gd/Tb、Gd/Ce、Gd/Ce/Tb掺杂的SiO_(2)-B_(2)O_(3)-BaF_(2)组分氟氧化物玻璃,通过测试X射线衍射光谱确定了其物相,通过测试其不同波段激发下的荧光光谱研究了不同Gd_(2)O_(3)掺量下Tb^(3+)的发光性能,并确定了Gd_(2)O_(3)更精确的最佳掺量范围。此外,文中通过改变气氛制备了Gd/Ce/Tb共掺杂氟氧化物玻璃,对比研究了Gd^(3+)和Ce^(3+)对Tb^(3+)的敏化作用。结果表明,本文所制备的氟氧化物玻璃都呈稳定的玻璃态;Gd^(3+)和Ce^(3+)对Tb^(3+)的发光都具有敏化作用,且Gd_(2)O_(3)掺量为7%(摩尔分数,下同)时敏化效果相较于其他掺量最为显著,超出7%则造成猝灭;Ce_(2)O_(3)掺入玻璃后以Ce^(3+)和Ce^(4+)两种价态共存,在还原气氛下掺入相较于空气气氛下掺入更容易保持Ce^(3+)状态,而且Ce^(3+)对Tb^(3+)的发光具有敏化作用,Ce^(4+)会抑制Tb^(3+)的发光。

Synthesis and Luminescent Properties of Ce^(3+), Tb^(3+) Co-Doped Zn_4B_6O_(13)

Green-photoluminescence material Zn4B6O13: Ce3+, Tb3+ was first synthesized by spread method of high temperature and solid state reaction, which is cubic crystal system with lattice parameters: a(0) = 0.7472 nm, V = 0.4172 nm(3), and structural properties are investigated by XRD. The excitation and emission band of Ce3+ ion single-doped in Zn4B6O13 transfer longer spectra 2.38 similar to 4.94 kk than in other matrices. Emission band of Ce3+ ion better overlaps with the F-7(6)-->(5)G(2),D-5(1),H-5(7) absorption band of Tb3+. It shows that emission of Tb3+ ion is sensitized by Ce3+. In Zn4B6O13:Ce3+, Tb3+, it is due to the energy transfer mechanism, resonance transfer of electric multipolar interaction of the dipole-dipole between Ce3+-->Ce3+ and Ce3+-->Tb3+. The color coordinates of Zn4B6O13: X 0.281, gamma = 0.619. The mean diameter of the particles is 0.23 mum.

发光颜色可调的白磷钙矿结构Ca_(8)MgBi(PO_(4))7∶Ce^(3+),Tb^(3+)荧光粉的制备、发光性能及能量传递

采用具有白磷钙矿结构的磷酸盐作为目标产物,通过高温固相法制备了发光颜色可调的Ca_(8)MgBi(PO_(4))7∶Ce^(3+),Tb^(3+)荧光粉。利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱等表征手段对其物相组成、微观形貌及发光性能进行了详细研究。结果表明:掺杂少量的Ce^(3+)、Tb^(3+)并没有改变Ca_(8)MgBi(PO_(4))7基质的晶体结构。荧光光谱和荧光寿命曲线确定了Ce^(3+)-Tb^(3+)之间存在能量传递,其能量传递机制为四极-四极相互作用,能量传递效率可达81%。固定Ce^(3+)浓度而逐渐增加Tb^(3+)的掺杂量时,系列Ca_(8)MgBi(PO_(4))7∶0.08Ce^(3+),yTb^(3+)荧光粉的发光颜色可由蓝光调至绿光,从而实现发光颜色的可控化。

Preparation and Photocatalytic Activity of Ce, H3PW12O40 co-doped TiO2 Hollow Fibers

A series of Ce, H3PW12O40 co-doped TiO2 hollow fibers photocatalysts have been prepared by sol-gel method using ammonium ceric nitrate, H3PW12O40 and tetrabutyltitanate as precursors and cotton fibers as template, followed by calcination at 500 ℃ in N2 atmosphere for 2 h. Scanning electron microscopy, X-ray diffraction, nitrogen adsorption-desorption mea- surements, and UV-Vis spectroscopy are employed to characterize the morphology, crystal structure, surface structure, and optical absorption properties of the samples. The photo- catalytic performance of the samples has been studied by photodegradation phenol in water under UV and visible light irradiation. The results show that the TiO2 fiber materials have hollow structures, and the co-doped TiO2 hollow fibers exhibit higher photocatalytic activities for the degradation of phenol than un-doped, single-doped TiO2 hollow fibers under UV and visible light. In addition, the recyclability of co-doped TiO2 fibers is also confirmed that the TiO2 fiber retains ca. 90% of its activity after being used four times. It is shown that the co-doped TiO2 fibers can be activated by visible light and may be potentially applied to the treatment of water contaminated by organic pollutants. The synergistic effect of Ce and H3PW12O40 co-doping plays an important role in improving the photocatalytic activity.

Ce^(3+)和Tb^(3+)掺杂的BaO-La_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃的发光性质

采用传统熔体冷却技术制备Ce3+和Tb3+掺杂的BaO-La2O3-B2O3-SiO2玻璃,并测试样品的吸收光谱和荧光光谱。实验结果表明:由于Ce3+在5d-4f轨道之间的电子跃迁,基础玻璃掺Ce3+后吸收截止边明显红移;掺Ce3+的BaO-La2O3-B2O3-SiO2玻璃的荧光发射光谱为峰值位于410nm附近的宽带,对应于Ce3+的5d-4f跃迁;由于SiO2比B2O3的光碱度大,玻璃的荧光发射波长,体现出随硼硅比的降低而略有红移;还原性气氛有利于提高玻璃中Ce3+的含量,从而增强发光强度;对Ce3+和Tb3+共掺玻璃,Ce3+和Tb3+在波长200～311nm间有激发带重叠,因存在竞争吸收,导致以此区间波长激发时Tb3+的发光有所减弱;Ce3+和Tb3+在311～444nm间也有激发带(或激发带与发射带)部分重叠,因Ce3+和Tb3+之间存在的辐射和无辐射能量传递导致Ce3+强烈敏化Tb3+的发光。

Ce^(3+)、Tb^(3+)在SrZnP_2O_7材料中的发光及能量传递

采用高温固相法制备了Ce3+、Tb3+激活的SrZnP2O7材料,并研究了材料的发光性质。在290 nm紫外光激发下,SrZnP2O7∶Ce3+材料的发射光谱为双峰宽谱,主峰位于329 nm。SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射光谱由420,443,491,545,587,625 nm六个峰组成,分别对应Tb3+的5D3→7F5、5D3→7F4、5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4和5D4→7F3特征发射;监测545 nm最强发射峰,所得激发光谱覆盖200~400 nm,主峰为380 nm。研究了Ce3+、Tb3+在SrZnP2O7材料中的能量传递过程,发现,Ce3+对Tb3+具有很强的敏化作用,提高了SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度,当Ce3+摩尔分数为3%时,SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度提高了近2倍。引入电荷补偿剂可提高SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度,其中以掺入Li+和Cl-时效果最明显。

Structural and Optical Properties of Cu2+ + Ce3+ Co-Doped ZnO by Solution Combustion Method

In this work, ZnO, Ce3+ doped ZnO (ZnO/Ce3+) and Cu2+ + Ce3+ co-doped ZnO (ZnO/Cu2+ + Ce3+ ) solid solutions powders were synthesized by a solution combustion method maintaining the Ce3+ ion concentration constant in 3%Wt while the Cu2+ ion concentration was varied in 1, 2, 3, 10 and 20%Wt. After its synthesis, all the samples were annealed at 900?C by 24 h. The ZnO, ZnO/Ce3+ and ZnO/Cu2+ + Ce3+ powders were structurally characterized using X-ray diffraction (XRD) technique, and the XRD patterns showed that for pure ZnO, Cu2+ undoped ZnO/Ce3+ and ZnO/Ce3+ doped with the Cu2+ ion, the three samples exhibited the hexagonal wurtzite ZnO crystalline structure. However, the morphology and particle size of both samples were observed by means of a scanning electron microscopy (SEM);from SEM image, it is observed that the crystallites of both samples are agglomerated forming bigger amorphous particles with an approximate average size of 1 μm. In addition, the photoluminescence of the ZnO, Ce3+ doped ZnO and Cu2+ + Ce3+ doped ZnO samples was measurement under an illumination of 209 nm wavelength (UV region): for the ZnO/Ce3+ sample, your emission spectrum is in the visible region from blue color until red color;the UV band of the ZnO is suppressed. The multicolor emission visible is attributed to the Ce3+ ion photoluminescence, while for the ZnO/Cu2+ + Ce3+, its emission PL spectrum is quenching by the Cu2+ ion, present in the ZnO crystalline.

SrAl_2O_4:Tb^(3+),Ce^(3+)发光材料的合成与发光特性

以高温固相法合成SrAl_2O_4:Tb^(3+),Ce^(3+)发光材料,蓄光后在暗室中观察发出明亮的绿光。利用X射线粉晶衍射仪对其进行了物相测定,扫描电镜对其进行了晶相与显微结构分析,分析结果表明,合成物为α-SrAl_2O_4,属于单斜晶系。利用荧光分光光度计进行了光谱分析,测定了所合成样品的激发光谱和发射光谱,研究了Tb^3+)含量与合成荧光粉发光强度的关系,在SrAl_2O_4:Tb^(3+)体系中加入Ce^(3+),发现Ce^(3+)可将能量传递给Tb^(3+),对Tb^(3+)起到了敏化作用。

水热法制备LaF_3∶Ce,Tb纳米荧光粉及发光性质研究

利用水热法制备了LaF3∶Ce,Tb纳米荧光粉,分别用XRD,TEM和发光光谱等测试手段对粉末的物相、形貌、发光性质进行了研究。XRD和TEM结果表明所得的纳米荧光粉粒度均匀、结晶完好,呈规则的六边形形状,颗粒平均尺寸为30nm,掺入Ce3+和Tb3+,杂质后晶格结构没有变化。发光光谱的测试表明Ce3+呈现其宽带发射;Tb3+呈现其特征绿色发射,最强峰位于544nm处。Ce3+的掺入有效敏化了Tb3+的发光,通过进一步光谱分析证实了在LaF3∶Ce,Tb体系中存在Ce3+→Tb3+的能量传递过程。当Ce3+和Tb3+掺杂摩尔浓度分别为35mol%和5mol%时具有最强荧光发射。制备的样品无需煅烧即可获得比体相材料高2倍的荧光,也高于优化条件下煅烧样品的荧光。

Zn_4B_6O_(13)∶Ce^(3+),Tb^(3+)的合成与发光

高温固相扩散方法首次合成了Zn4 B6 O1 3:Ce3+ ,Tb3+ 光致发光材料。通过XRD分析获得晶胞参数 :a =0 7472nm ,V =0 .4172nm3,为立方晶系。研究Ce3+ 和Ce3+ ,Tb3+ 在Zn4 B6 O1 3中的激发和发射光谱 ,发现Ce3+ 在Zn4 B6 O1 3中的激发和发射带比Ce3+ 在其他基质中红移2 3 8～ 4.94KK ,Ce3+ 的发射带与Tb3+ 的 7F6 → 5G2 ,5D1 ,5H7吸收带有很好的重叠 ,使Ce3+ 对Tb3+ 有良好的敏化作用。Ce3+ ,Tb3+ 在基质中的能量传递机理为 :Ce3+ →Ce3+ 和Ce3+ →Tb3+ 之间的偶极子—偶极子的电多级相互作用的共振传递机理。色坐标为 :x =0 2 81,y =0 .619。SEM摄取产物的晶貌 ,颗粒均匀 ,平均粒度为 0 .2 3 μm ,接近纳米级。

KAlF_4∶ Ce,Tb磷光体的发光特性及Ce^(3+)对Tb^(3+)的敏化作用

采用溶液反应法和高温固相反应法合成了ＫＡ１Ｆ４基质化合物及ＫＡ１Ｆ４∶Ｃｅ，Ｔｂ磷光体，测定了磷光体的激发光谱和发射光谱，研究了在碱金属氟铝酸盐基质中Ｃｅ３＋对Ｔｂ３＋的能量传递，根据Ｃｅ３＋、Ｔｂ３＋在ＫＡｌＦ４中的能级关系。

CaAl_(12)O_(19):Tb^(3+),Ce^(3+)发光粉体的燃烧合成与表征

采用燃烧法合成Tb3+,Ce3+掺杂的CaAl12O19发光粉,样品经紫外光激发后发明亮的黄绿光。使用X射线衍射仪、扫描电镜对所合成样品进行物相和显微结构分析。结果表明:所合成的发光粉晶相为CaAl12O19,合成物由微米级微小晶粒构成,随着燃烧引发温度的升高,样品的结晶程度相应提高,晶粒尺寸增大。荧光分光光度计测定了所合成样品的激发光谱和发射光谱,其激发峰和发射峰显示CaAl12O19:Tb3+,Ce3+的发光主要是由Tb3+的4f组态电子的5D4→7FJ跃迁产生,Ce3+将吸收的能量传递给了Tb3+而起敏化剂作用。

(Sr,Ba)Al_(12)O_(19)∶RE^(3+)(RE=Ce,Tb)的VUV发光及Ce^(3+)→Tb^(3+)的能量传递

采用高温固相反应合成磁铅矿型(Sr,Ba)Al12O19∶RE3+(RE=Ce,Tb)发光材料,X射线衍射结果证明生成单一磁铅矿型结构。Ce3+产生302nm的发射峰和340nm左右的不太明显的肩,分别对应于5d→2F5/2和5d→2F7/2跃迁;激发光谱显示两个宽带峰,158nm峰对应于基质吸收,260 nm峰是由4f-5d跃迁引起的。Tb3+的发射光谱显示特征的5D3→7Fj(j=2,3,4,5)和5D4→7Fj(j=4,5,6)跃迁;在激发光谱中,160nm左右的峰是由基质吸收和Tb3+-O2-电荷迁移带交迭产生的,193nm峰是Tb3+的4f-5d自旋允许跃迁引起的,233nm弱的峰是自旋禁戒4f-5d跃迁产生的。Ce3+的发射和Tb3+的f-f跃迁吸收(~320 nm)完全交迭,并且Tb3+的发光强度随Ce3+的浓度增加而增强,从激发光谱看出,Tb3+发光部分来自于Ce3+的吸收,具有Ce3+→Tb3+能量传递。

LaPO_4∶Ce^(3+)/Tb^(3+)纳米线的合成和发光特性

通过水热法合成出Ce3+和Tb3+共激活的LaPO4纳米线,并同相应的微米棒进行了比较。研究了其荧光光谱和动力学过程。结果表明纳米线和微米棒的晶体结构均为单斜相。在单掺杂Ce3+和Tb3+的材料中,微米棒的发光强度与纳米线相比稍有提高,但在共掺杂的纳米线样品中对应Ce3+的激发,Tb3+的5D4→7F5绿光发射比微米棒提高了3～5倍。通过动力学研究,纳米线中Ce3+和Tb3+的电子跃迁速率与微米棒对比没有显著的提高,且Ce3+→Tb3+的能量传递速率降低了3倍。Tb3+的5D3能级衰减包括两个过程:快过程和慢过程。纳米线以慢过程为主,而微米棒以快过程为主。我们认为慢过程对应5D3→5D4的弛豫,快过程对应5D3向其他缺陷能级的跃迁。因此共掺杂纳米线中强度的提高被归因于在纳米线中更多的边界阻碍而引起在高于5D4的激发态能级上损失的能量更少。

Ce^(3+),Tb^(3+)共掺BaYF_5微晶玻璃的光学特性

采用高温熔融法制备了一种新型的Ce3+/Tb3+共掺BaYF5微晶玻璃。测试了微晶玻璃的X射线衍射图(XRD)谱、激发光谱和发射光谱。研究发现:660℃热处理2 h后的玻璃基质中析出BaYF5纳米晶相,根据XRD结果用Scherrer公式计算得到晶粒大小约为27 nm;在近紫外光(338 nm)激发下,观察到BaYF5微晶玻璃宽带蓝光(425 nm)发光对应Ce3+的5d→2F5/2和5d→2F7/2能级跃迁,蓝光(487 nm)、绿光(541 nm)、橙光(582 nm)和红光(620 nm)发光对应于Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)能级跃迁。通过调节Ce3+和Tb3+的掺杂浓度,得到色坐标为(0.287,0.336)的白光发光微晶玻璃,并系统分析了Ce3+和Tb3+离子的发光机理和能量传递过程。研究结果表明:Ce3+/Tb3+共掺的BaYF5微晶玻璃是制作白光LED的一种潜在基质材料。

(La,Ce,Tb)BO_3的合成及光谱性质

采用高温固相法合成了(La,Ce,Tb)BO3绿色发光粉,并对该发光粉进行了XRD和SEM分析。结果表明:(La,Ce,Tb)BO3的晶体结构和LaBO3相同,Ce3+、Tb3+的掺入并没有改变晶体的结构,发光粉颗粒大小均匀,形貌规则,粒度在5μm左右。研究了(La,Ce,Tb)BO3的光谱性质,在(La,Ce,Tb)BO3的发射和激发光谱中除了有Tb3+的特征发射和激发峰外,还有Ce3+的特征发射和激发峰。比较了(La,Ce)BO3发射光谱和(La,Tb)BO3的激发光谱,两者存在重叠,这为Ce3+→Tb3+的能量传递提供了条件。将(La,Ce,Tb)BO3的发射光谱与商品粉(La,Ce,Tb)PO4进行比较,两者的发射主峰都在541nm处,(La,Ce,Tb)BO3在489nm处的峰位稍有红移,通过计算表明,(La,Ce,Tb)BO3的发光亮度达到商品粉(La,Ce,Tb)PO4的94.7%。因此,(La,Ce,Tb)BO3是一种很有应用前景的绿色发光粉。

KMgF_3∶Ce^(3+),Tb^(3+)纳米粒子中Ce^(3+)→Tb^(3+)的发光及能量传递

利用微乳液方法,合成了铈、铽共掺杂的氟镁钾纳米粒子,研究了体系中Ce3+→Tb3+的发光特性以及它们之间的相互作用,结果表明KMgF3∶Ce3+,Tb3+纳米粒子中存在Ce3+→Tb3+的能量传递过程,即Ce3+可以将吸收的能量直接传递给Tb3+离子,使得Tb3+的绿色发光强度大为增加。

一种新型可协调绿色荧光材料BaAl_2Si_2O_8∶Tb^(3+),Ce^(3+)的发光性质与能量传递（英文）

采用高温固相法制备了BaAl_2Si_2O_8∶Tb^(3+),Ce^(3+)系列的荧光材料,讨论了Tb^(3+),Ce^(3+)单掺及Tb^(3+),Ce^(3+)共掺样品的光谱性质及发光机理,分析了Ce^(3+)与Tb^(3+)之间的能量传递过程。通过对样品进行XRD,荧光光谱,色坐标等测试。结果表明,Tb^(3+),Ce^(3+)的掺杂没有改变BaAl_2Si_2O_8晶体的结构。BaAl_2Si_2O_8∶Tb^(3+)发出明亮的绿光,发光峰分别位于487,545,583和621nm对应于Tb^(3+)的5 D4→7 FJ(J=6,5,4,3)特征发射。Ce^(3+)的掺入没有改变BaAl_2Si_2O_8∶Tb^(3+)发射光谱的位置,但使其激发谱由窄带激发变成了宽带激发增加了谱带多样性,发光强度有了明显的增强,而且颜色也具有一定的协调性,使其在实际运用方面具有更大的灵活性。发光强度增强的原因不仅仅是因为Ce^(3+)的敏化作用,还与Ce^(3+)和Tb^(3+)之间存在能量传递有密切关系。通过猝灭法计算了,Ce^(3+)与Tb^(3+)之间的能量传递的临界距离为15.345nm,并且证明了能量传递是由偶极-偶极相互作用产生的。通过计算得到能量传递效率最高达到了76.04%。

新型黄绿色发光材料Sr_2MgSi_3O_9:Ce^(3+),Tb^(3+)的合成及光谱分析

采用凝胶-燃烧法在活性炭弱还原气氛下成功合成了新型荧光粉Sr2MgSi3O9:Tb3+、Sr2MgSi3O9:Ce3+,Tb3+,用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计等对合成产物进行了分析和表征。结果表明,所合成的发光材料与Sr2MgSi2O7具有相似的晶体结构,同属四方晶系。样品一次颗粒近似球形,粒径在100nm左右。Sr2MgSi3O9:Tb3+的激发光谱为一位于249nm的宽带,发射光谱主要由473、491、547、585nm等一系列发射峰组成,其中473nm(5D3→7F3)为主发射峰,547nm(5D4→7F5)为次发射峰;样品Sr1.955MgSi3O9:Tb30.+04,Ce03.+005的激发光谱由峰值分别位于249和335nm的双激发带组成,其中后者为主激发带。在335nm激发下,其发射光谱由两部分组成,其中400nm附近的带状发射对应于Ce3+的发射,而491、547、588nm处的发射峰归属为Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4)跃迁发射,最强峰位于547nm,对应Tb3+的5D4→7F5跃迁。此外,探讨了Ce3+掺杂量对样品发光亮度的影响,发现Ce3+可以把能量传递给Tb3+,对Tb3+起到敏化作用。