MgAl2O4:Ce荧光粉辐照合成及发光机理研究

通过伽马射线辐照辅助聚丙烯酰胺凝胶法合成了MgAl2O4和MgAl2O4:Ce荧光粉。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见分光光度计和荧光分光光度计研究了MgAl2O4:Ce荧光粉的晶体结构、表面形貌、光学性质和发光性质;基于实验所获得的结果,分析了纳米级MgAl2O4:Ce荧光粉的发光机理。实验结果表明:采用伽马射线辐照辅助聚丙烯酰胺凝胶法制备纯相MgAl2O4和MgAl2O4:Ce荧光粉的结晶温度要比传统聚丙烯酰胺凝胶法低100℃左右;MgAl2O4:Ce荧光粉的平均颗粒尺寸为14 nm,Ce离子掺杂后导致样品颗粒细化;Ce离子的掺入,降低了MgAl2O4的能带值,改善了其颜色性质和发光性质;当采用275 nm的光去激发MgAl2O4:Ce荧光粉时,获得了425 nm和464 nm的蓝光发射。通过能量传递原理分析认为,杂质缺陷(Ce3+)在整个发光过程中扮演了重要角色。MgAl2O4:Ce作为一种抗辐射能力强的荧光粉,在空间照明领域具有很好的应用前景。

凝胶-燃烧法合成Sr_2SiO_4:Ce^(3+)蓝紫色荧光粉

采用凝胶-燃烧法合成了Sr2SiO4:Ce3+蓝紫色荧光粉,借助XRD、FE-SEM、荧光光谱仪对样品的晶体结构、形貌、光谱特性等进行了分析。结果表明:所得Sr2SiO4:Ce3+样品为正交晶系α′-Sr2SiO4纯相,平均粒径为1.5μm左右;样品的激发光谱为峰值位于251nm、276nm和353nm的近紫外宽带谱,归属于Ce3+离子的5d04f1→5d14f0跃迁;样品的发射光谱是峰值位于408nm的不对称单峰宽带谱,由400nm和429nm两个高斯峰组成,分别来源于Ce3+离子5d14f0向基态2F7/2和2F5/2能级的跃迁。此外,对Ce3+掺杂浓度、热处理温度和时间对Sr2SiO4:Ce3+发光性能的影响进行了讨论。

Ba_9Y_2(SiO_4)_6∶Ce^(3+),Mn^(2+)荧光粉的发光特性及能量传递

利用高温固相法制备了Ba9Y2(SiO4)6∶Ce3+,Mn2+(BYS∶Ce3+,Mn2+)荧光粉,并通过X射线衍射(XRD)谱、激发和发射光谱及荧光寿命的测试对材料的结构、发光特性和能量传递进行了研究。在327 nm激发下,BYS∶Ce3+,Mn2+发射光谱中包含2个发射峰,分别为位于407 nm的Ce3+的蓝紫光发射和位于597nm的Mn2+的红光发射。在该体系中,发现了Ce3+向Mn2+的有效能量传递,使得Mn2+在597 nm处的红光发射显著提高,当x(Mn2+)=0.25时,BYS∶Ce3+,xMn2+的能量传递效率可达39%。实验表明,该荧光粉可为紫外基白光LED提供良好的红光光源。

Ce^(3+)/Eu^(2+)共掺Ca_3Si_2O_4N_2荧光粉的光学特性

采用高温固相法制备了一种新型的白光LED用Ca3Si2O4N2∶Eu2+,Ce3+,K+荧光粉。利用X射线衍射仪对样品的物相结构进行了分析,结果表明:Ce3+和K+离子的掺杂没有改变Ca3Si2O4N2∶Eu2+荧光粉的主晶相。利用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了测试,发现样品在355 nm激发下得到的发射光谱为峰值位于505 nm的单峰,是Eu2+离子5d-4f电子跃迁引起的。Ca3Si2O4N2∶Eu2+荧光粉通过Ce3+和K+离子的掺杂,发光明显增强。当Ce3+的摩尔分数为1%时,荧光粉的发光强度达到最大值,是单掺Eu2+离子荧光粉发光强度的168%。通过光谱重叠的方法计算Ce3+→Eu2+能量传递临界的距离为2.535 nm。

Sr_2SiO_4∶Ce^(3+),Li^+蓝紫色荧光粉发光性能的研究（英文）

以MCM-41为硅源,采用共沉淀法制备Sr_(2-x)SiO_4∶xCe3+(x=0.01~0.09,步长为0.01)和Sr_(1.95-y)SiO_4∶0.05Ce^(3+),y Li^+(y=0.01~0.07,步长为0.02)蓝紫色荧光粉。Sr_2SiO_4∶xCe^(3+)的发射光谱是一个不对称的宽带,最大峰值在410 nm左右。Ce^(3+)的最佳掺杂量为5%。Ce^(3+)离子倾向于占据九配位的Sr(Ⅱ)格位。共掺电荷补偿剂Li^+可以有效地提高Sr_(1.95)SiO_4∶0.05Ce^(3+)的发光强度,其中Li^+离子对1 100℃煅烧样品的发光强度的提高程度比1 000℃的更高,Li^+的最佳掺杂量为y=0.05。

MgAl2O4∶Er^3+,Yb^3+荧光粉的制备及其上转换发光性能

以尿素为沉淀剂,采用低温水热法结合煅烧过程制备出MgAl2O4∶Er^3+,Yb^3+上转换荧光粉,并对样品的结构、微观形貌及上转换发光性能予以表征。结果表明,随尿素加入量的增大,产物主形貌由六角片状结构向纳米棒状转变,经1100℃煅烧可得纯相镁铝尖晶石结构,且Er^3+和Yb^3+能有效进入MgAl2O4晶格并占据Mg^2+位置形成均匀固溶体。在980 nm光激发下,MgAl2O4∶1.0%(n/n)Er^3+,x%(n/n)Yb^3+(x=0~8.0)荧光粉表现出在524、545 nm处绿光以及658 nm处的强红光发射,红绿光强度均在5.0%(n/n)Yb^3+掺杂时达到最大,但红绿光强度比却在7.0%(n/n)Yb^3+掺杂时达到最大值5.2,这归因于Er^3+-Er^3+之间交叉弛豫(CR)在红光发射过程中所起的重要作用。通过控制荧光粉中Yb^3+的掺杂量,能初步实现对于黄绿光色度的有效调控。

双色可调荧光粉MgY_2Al_4SiO_(12):Eu^(2+),Ce^(3+)的发光性能和能量传递机理研究

采用高温固相法制备了双色可调荧光粉MgY_2Al_4SiO_(12):Eu^(2+),Ce^(3+),并对其晶体结构和发光特性进行了研究。在340 nm紫外光激发下荧光粉的发射光谱由两个谱带组成,以445 nm为主峰的蓝光发射带归属于Eu^(2+)的4f^65d^1→4f^7能级跃迁,峰值位于565 nm的黄光发射带则对应于Ce^(3+)的5d→4f(~2F_(2/7),~2F_(2/5))跃迁。根据Dexter共振能量传递理论和Reisfeld近似计算得到Eu^(2+),Ce^(3+)之间存在电偶极-电偶极能量传递过程。当Eu^(2+)和Ce^(3+)的掺杂浓度分别为0.01和0.06时,荧光粉的色坐标位置落在黄绿光区域,并可以通过改变基质中Eu^(2+)和Ce^(3+)的摩尔比来调节荧光粉的色坐标。MgY_2Al_4SiO_(12):Eu^(2+),Ce^(3+)是一种适用于紫外芯片的新型双色可调谐白光LED用荧光粉。

荧光粉Li_2CaSiO_4:Ce^(3+)发光性能的研究

本文采用高温固相法合成荧光粉Li_2CaSiO_4:Ce^(3+),并通过X射线粉末衍射仪(XRD)和荧光分光光度计对所得荧光粉的结构和光谱性能进行测试。XRD结果表明在本文的实验条件下全都合成了纯相Li_2CaSiO_4:Ce^(3+);光谱测试分析确定荧光粉Li_2CaSiO_4:Ce^(3+)的光谱为Ce^(3+)的发光,并通过浓度实验确定Ce^(3+)的最佳掺杂浓度为1mol%。

SrIn_2O_4∶Sm^(3+)红色荧光粉的发光特性

采用燃烧法合成了SrIn2O4:Sm3+红色荧光粉并研究了其发光性质。发射光谱由位于红橙区的3个主要荧光发射峰组成,峰值分别为568,606,660nm,对应Sm3+的4G5/2→6H5/2、4G5/2→6H7/2和4G5/2→6H9/2特征跃迁发射,其中606nm的发射最强。激发光谱包括峰值位于323,413nm的宽带,说明该荧光粉可以被近紫外-紫色发光二极管管芯激发发射红光。研究了Sm3+的掺杂浓度对样品发光强度的影响。实验结果表明SrIn2O4:Sm3+是一种可用于制作白光LED的红色荧光粉。

Mg/Al物质的量比对Ce-La/MgAl_2O_4-x催化剂催化CO还原NO性能的影响（英文）

采用初始浸渍法制备了不同Mg/Al物质的量比的Ce-La/MgAl_2O_4-x催化剂,并通过低温N_2-吸附脱附、XRD、H_2-TPR和CO-TPR等手段对其进行了表征。结果表明,在Mg/Al物质的量比为0.5时,催化剂催化CO还原NO的性能最好。这主要是因为适量Mg的添加促进了CeO_2的分散和Ce-O-La固溶体的形成,从而使得表面Ce^(3+)和氧空穴增加。两者的协同作用使得Ce-La/MgAl_2O_4-0.5表现出最佳的催化性能。另外,适量Mg的引入可以抑制Ce(SO_4)_2和Ce_2(SO_4)_3的形成,从而提高了Ce-La/MgAl_2O_4-0.5催化剂抗硫中毒能力。

Ca_4Y_6Si_6O_(25)∶Eu^(2+)绿色荧光粉的发光特性

采用高温固相法合成了Ca4Y6Si6O25:Eu2+绿色荧光材料。通过X射线衍射分析得知,Ca4Y6Si6O25属于六方晶系,具有P63/m(176)空间点群结构。测定了Eu2+的激发光谱和发射光谱。Ca4Y6Si6O25:Eu2+的激发光谱为350～450nm的宽带谱,这与近紫外光LED芯片相匹配。发射光谱是峰值为527nm的不对称宽带发射,这是因为Eu2+占据了晶格中Ca2+的位置,并产生了两种不同的发光中心。研究了Eu2+的含量对Ca4(1-x)Y6Si6O25:4xEu2+发光性能的影响,随着Eu2+浓度的增大,材料的发光强度先增强后减弱,Eu2+的最佳掺杂摩尔分数为20%(x=0.05)。根据Dexter理论得出,浓度猝灭机理为电四极-电四极相互作用。

荧光粉Y_3Mg_2AlSi_2O_(12)∶Ce^(3+)的合成及光谱性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了Y3Mg2AlSi2O12∶Ce3+荧光粉。用X射线粉晶衍射(XRD)仪对其进行了物相分析,用电子扫描电镜(SEM)观察了该荧光粉的形貌,同时测定了激发光谱及发射光谱。结果表明,Y3Mg2AlSi2O12∶Ce3+的晶体结构与Y3Al5O12(钇铝石榴石)一致,形貌也表现出等轴粒状的特点。发射谱为峰值位于580 nm处的宽带发射,是Ce3+的4f65d1-4f7特征跃迁发射。激发谱表现为340 nm和468 nm的双峰带,可以被蓝光有效的激发。Ce3+的浓度对发光强度有明显的影响,当Ce3+的摩尔分数为0.06时,发光强度最大。最后考察了成分取代而导致的Y3Mg2AlSi2O12∶Ce3+的物相转变和对发光性能的影响。

CaMgP_2O_7∶Ce^(3+),Mn^(2+)荧光粉的制备及其发光性能

采用高温固相法制备CaMgP2O7∶Ce^(3+),Mn^(2+)荧光粉,并对其发光性质进行探究。荧光粉CaMgP_2O_7∶Ce^(3+),Mn^(2+)在328nm、351nm与587nm的发射峰分别归属于Ce^(3+)的5d→2FJ跃迁和Mn^(2+)的4T1(4G)→6A1(6S)跃迁。Ce^(3+)的掺杂有效地提高了Mn2+的发光强度,同时电荷补偿剂Li+与Na+的添加也提高了CaMgP2O7∶Ce^(3+),Mn2+荧光粉的发光强度,依据Dexter能量传递公式判断CaMgP_2O_7基质中Ce^(3+)对Mn^(2+)的能量传递属于电四极-电四极相互作用引起的共振能量传递。

Ce^(3+)共掺杂对Y_2O_3:Eu^(3+)荧光粉的发光性能和颗粒形貌的影响

采用化学反应与高温固相反应相结合的方法制备了Ce3+和Eu3+共掺杂Y2O3荧光粉,利用X射线衍射和扫描电镜分析,发现Ce3+离子共掺杂对Y2O3:Eu3+荧光粉的颗粒形貌有显著的影响,随着Ce3+离子浓度的改变,形貌可从球型转变为管状。荧光光谱分析表明,所制备的共掺杂荧光粉主要发射位于614纳米的红光峰和位于587纳米的发射带。随着Ce3+离子浓度的增加,Eu3+离子的614纳米发射峰和587纳米发射峰的强度显著增强。本文还详细讨论了Ce3+离子对Eu3+离子的发光产生增强效应的物理机制。

CeO_2/MgAl_2O_4催化剂制备及其在甲烷催化燃烧中的应用

采用溶胶凝胶法制备了镁铝尖晶石(MgA l2O4),研究了酸加入量对所制备样品的比表面积影响.氢离子浓度与金属离子浓度的比值为0.16时,样品的比表面积最高(133.9m2.g-1),比共沉淀法所制备样品的比表面积提高约40%.负载5%CeO2所得催化剂CeO2/MgA l2O4的甲烷起燃温度为420℃,比共沉淀法催化剂降低55℃.DTA-TG结果表明,溶胶凝胶法制备的镁铝尖晶石前驱物含有较多量的水,550℃脱水完全,而共沉淀法所制备前驱物完全脱水温度升高至700℃.

合成工艺对蓝绿色长余辉荧光粉Sr_4Al_(14)O_(25):Eu,Dy发光性能的影响

采用高温固相反应法合成了蓝绿色长余辉荧光粉Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+,考察了合成温度、保温时间、升降温速度及硼酸加入量等对荧光粉余辉性能的影响。研究结果表明,荧光粉在1 450℃合成时余辉亮度较高,装料量不同时应选择对应合适的烧结时间。升降温速度实验表明,150℃/h和300℃/h的升温速度明显优于450℃/h的升温速度,600℃/h的降温速度略优于200℃/h、400℃/h的降温速度;H3BO3的掺入能显著提高Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+的发光性能,但过多的H3BO3也会对产品粉碎时的亮度损耗产生严重影响,最终确定H3BO3的掺量为0.08 mol时较为合适。

Co_(3)O_(4)/CeO_(2)催化剂上丙烷完全氧化反应中载体性质影响

采用不同制备方法合成不同性质的CeO_(2)载体,并制备负载型Co_(3)O_(4)/CeO_(2)催化剂应用于丙烷完全氧化反应。结果表明,部分CO_(2)+进入CeO_(2)晶格中形成固溶体,改变了CeO_(2)的晶格结构并产生氧空位。氧空位的数量与不同性质的CeO_(2)密切相关,影响催化剂上氧物种的可还原性,从而对反应行为产生影响。其中,以沉淀法制备的CeO_(2)为载体的5Co/CeO_(2)-C催化剂活性最佳(T_(90)=320℃),可归因于该催化剂中较高氧空位浓度导致的最佳低温可还原性。此外,该催化剂还具有良好的稳定性和抗水性能。

Dy,Tb,Mn,Bi元素微量掺杂对Ca_(10)(Si_2O_7)_3Cl_2∶Ce^(3+)荧光粉发光性能的影响

以溶胶-凝胶法制备了铈(Ce^(3+))掺杂的氯硅酸钙荧光粉,采用X射线衍射、扫描电子显微镜及荧光光谱对产物进行了表征,研究了在Ca_(10)(Si_2O_7)_3Cl_2基质中微量掺入稀土离子镝(Dy^(3+))、铽(Tb^(3+))、锰(Mn^(2+))、铋(Bi^(3+))等离子对掺铈氯硅酸钙发光性能的影响。结果表明,溶胶-凝胶法制备出的掺铈氯硅酸钙是高发光性能发光材料,发射光波长位于435nm,555nm的可见光区,是一种可用于白光LED的发光荧光粉。

红色长余辉荧光粉Ca_2Zn_4Ti_(16)O_(38)∶Pr^(3+)的水热辅助合成及发光性质

采用水热法辅助合成了纯相Ca2Zn4Ti16O38∶Pr3+荧光粉,初始nCa∶nZn∶nTi=2∶4.1∶15,煅烧条件为1 050℃空气气氛烧结5 h。并以X射线衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射光谱和荧光光谱表征了样品的物相组成、微观形貌和光谱性质。合成的荧光粉在高温煅烧后仍较好地保持了球形的微观形态,优化的Pr3+掺杂浓度为0.015。Ca2Zn4Ti16O38∶Pr3+荧光粉在471 nm波长激发下发射红光,发射谱通过高斯分峰拟合得到位于605、620和645 nm的3个发射峰,分别对应于Pr3+的1D2→3H4,3P0→3H6和3P0→3F2跃迁。在471 nm波长激发下,Ca2Zn4Ti16O38∶Pr3+的614 nm红光发射表现出超长余辉特性,表明该荧光粉是一种能被可见光有效激发的红色长余辉荧光粉。

ZnAl_2O_4∶Tb^(3+)荧光粉的合成、结构及其光学性能研究

通过溶胶-凝胶法制备出不同Tb3+掺杂浓度和不同二次煅烧温度下的ZnAl2O4∶Tb3+荧光粉,并利用X射线衍射(XRD)和荧光光谱等对样品进行了表征。由XRD结果可知,当Tb3+掺杂的摩尔分数不大于9%,二次煅烧温度在600℃以上时,所得粉体为结晶性良好的尖晶石相。在紫外光激发下,ZnAl2O4∶Tb3+荧光粉的发射光谱由位于488 nm(5D4→7F6)、542 nm(5D4→7F5)、587 nm(5D4→7F4)和621.5 nm(5D4→7F3)的4个发射峰组成。研究发现,Tb3+的掺杂浓度和二次煅烧温度对样品发光强度有着重要影响,当Tb3+的摩尔分数为5%,二次煅烧温度为900℃时,ZnAl2O4∶Tb3+荧光粉的发光最强,继续增加Tb3+掺杂浓度或提高煅烧温度,分别会出现浓度猝灭和温度猝灭现象。