Zn-Al共掺杂和形貌调控制备LiMn_(2)O_(4)正极材料及其电化学性能

采用固相燃烧法在不同焙烧温度(600、650、700和750℃)下制备了LiZn_(0.05)Al_(0.03)Mn_(1.92)O_(4)正极材料,采用XRD、SEM、XPS对其进行了表征,通过循环伏安(CV)和电化学阻抗(EIS)测试了其电化学性能。结果表明,Zn-Al共掺杂和焙烧温度未改变LiMn_(2)O_(4)的晶体结构,正极材料的结晶性随焙烧温度(<750℃)的升高而增加,650℃及以上时形成了较多包含高暴露(111)晶面、小面积(110)、(100)晶面的截断八面体形貌晶粒,但750℃时正极材料发生部分分解。焙烧温度650℃的样品(LZAMO-650)表现出最佳的电化学性能,在5 C和10 C倍率下,初始放电比容量分别为101.3、99.9 mA·h/g,循环1000圈后容量保持率分别为81.5%、74.3%;LZAMO-650样品极化作用较小,有较好的循环可逆性,具有较低的电荷转移阻抗(R_(ct)=132.14Ω)和较大的锂离子扩散系数(DLi^(+)=3.65×10^(–16)cm^(2)/s)。Zn-Al共掺杂和形貌调控改性LiMn_(2)O_(4)正极材料有效抑制了Jahn-Teller效应,形成的截断八面体颗粒形貌降低了Mn的溶解,同时提供了更多的Li^(+)迁移三维通道,从而改善了材料的电化学性能。

ZnAl_(2)O_(4):Mn材料的制备及发光性能

以共沉淀法与煅烧法联用,成功制备了一系列ZnAl_(2)O_(4):xMn样品。通过扫描电镜和X射线粉末衍射测试研究了样品的形貌和物相特征,结果表明尖晶石结构的ZnAl_(2)O_(4)中[AlO_(6)]的八面体位可以有效被Mn^(4+)替代。通过荧光激发和发射光谱研究了样品的发光性能,发现Mn^(4+)在ZnAl_(2)O_(4)体系中掺杂可以显示出明亮的红色发光(发射峰值位于680 nm处)。比较不同Mn^(4+)浓度(Mn与Al的物质的量之比)掺杂样品的发光强度时发现,Mn4+最佳掺杂浓度为0.06%。通过德克斯特公式分析了发光强度与浓度关系,探究浓度猝灭机制,结果表明最邻近离子之间能量传递造成Mn4+浓度猝灭的发生。为了提高Mn4+的发光强度,选择了7种金属离子(Li^(+)、Na^(+)、K^(+)、Ca^(2+)、Sr^(2+)、Sn^(2+)和Ga^(3+))与Mn^(4+)共掺杂进入ZnAl_(2)O_(4)基质中,其中效果较突出的为Li^(+)和Ga^(3+),其共掺杂使Mn^(4+)发光强度分别增强0.6倍和1倍。

Zn_2SiO_4∶Mn^(2+)荧光粉的燃烧法合成及其发光特性

用燃烧法成功合成了Zn2 -xSiO4∶xMn(0≤x≤ 0 .10 )粉末样品并表征了其发光特性。XRD测量结果表明 ,在 6 0 0℃下燃烧数分钟、90 0℃以上进行热处理 4h后 ,所得样品为单相Zn2 -xSiO4∶xMn(0≤x≤ 0 .10 ,Willemite)。监控 5 2 5nm发射 ,测得Zn2 -xSiO4∶xMn(0 <x≤ 0 .10 )的最强激发峰为Mn2 + 的6A1→4T1跃迁 (约 2 5 4nm)。 2 5 4nm激发下 ,Zn2 -xSiO4∶xMn(0 <x≤ 0 .10 )的最强发射峰为Mn2 + 的 3d电子组态内自旋禁戒的4T1→6A1跃迁 (约 5 2 5nm)。结果表明 ,发光强度、最强峰位、最佳激活剂浓度等与初始原料、燃烧温度、燃烧剂的用量。

Zn_2SiO_4∶Mn的VUV和UV光谱特性

采用高温固相反应法以硅酸为原料合成了等离子显示用荧光体Zn2 SiO4 ∶Mn ,研究了Zn2 SiO4 ∶Mn的VUV和UV光谱特性 ,表明波长小于 2 0 0nm的部分的基质吸收带主要是氧的 2 p轨道到锌的 3d轨道跃迁产生的 ,波长大于 2 0 0nm的部分的基质吸收带是氧的 2 p轨道到硅的 3p轨道跃迁吸收。在VUV和UV激发下 ,Mn2 +的浓度与发射强度的相关性研究表明 ,在不同区域激发时荧光体的发射强度随着Mn2

溶胶凝胶软石印法制备Zn_2SiO_4∶Mn图案化薄膜及其发光性能的研究

采用溶胶 凝胶法制备了Zn2SiO4∶Mn薄膜并结合毛细管微模板技术实现了薄膜的图案化,利用X射线衍射(XRD),原子力显微镜,光学显微镜,发光光谱等手段对Zn2SiO4∶Mn的结晶过程、发光性质进行了研究。XRD结果表明,溶胶 凝胶法合成的样品在800℃时已开始结晶,在1000℃时可得到纯相的Zn2SiO4∶Mn,这比传统的固相法的烧结温度低150℃。Zn2SiO4∶Mn薄膜的激发光谱在220nm和280nm之间有一个强的吸收峰,峰值位于248nm,发射光谱的最大值位于522nm,为绿光发射。从原子力显微镜照片可知组成薄膜的粒子比较均匀,其平均直径为220nm。我们获得了四种图案化宽度,分别是5,10,20,50μm。光学显微镜的结果表明,图案薄膜烧结后相对于烧结前有10%～20%的收缩。

纳米荧光粉Zn_2SiO_4:Mn^(2+),Er(3+)显现潜在手印研究

采用溶胶-凝胶法制备了Zn2SiO4:Mn2+,Er3+(ZSME),通过超声波处理得到粒度均匀、分散性较好的纳米粉体。将荧光粉与铁粉混合,采用磁性刷刷显不同客体上的潜在手印,采集了手印荧光光图像,与有机纳米荧光粉进行了手印显现、成像对比研究。实验结果表明:ZSME纳米荧光粉适用于非渗透性和半渗透性客体上的手印显现,其发光亮度高,可以显现出手印的第三级特征(汗孔),有效降低背景干扰,适用于背景图案复杂客体上的手印显现与成像。

彩色PDP纳米稀土荧光粉Zn2SiO4：Mn，Er的制备与性能研究

利用溶胶-凝胶法结合超声波分散技术，制备了适用于彩色PDP的绿色纳米荧光粉Zn2SiO4：Mn，Er，同时对样品的后处理等一系列影响其性能的因素进行了讨论。此方法极大地节省了反应时间，所得荧光粉的色坐标x=0．2246，y=0.6984；平均粒度为50nm，相对发光强度达467．4。

Zn_2SiO_4(ZnB_2O_4):Mn^(2+),Sm^(3+)发光材料的制备与荧光性能

使用高温固相法首次合成了Zn2SiO4(ZnB2O4)∶Mn2+,Sm3+发光材料,探讨了烧结温度、Sm3+含量对样品荧光性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、荧光光谱等分析手段对Zn2SiO4(ZnB2O4)∶Mn2+,Sm3+粉末的结构、发光性能进行了表征。确定了该荧光材料的最佳合成条件,离子掺杂浓度等。实验结果表明:组成为Zn2SiO4(ZnB2O4)∶1.2%Mn2+,8%Sm3+的样品在950℃还原气氛下烧结,发光强度最高;反应生成的ZnB2O4和掺杂Sm3+可以大幅提高材料发光强度。

Mn^(2+)在Zn_2SiO_4中的发光

利用Sol gel法制备掺Mn2 + 的Zn2 SiO4的前驱体 ,并将前躯体在弱氧化气氛下在 10 0 0℃煅烧 2h ,得到掺Mn2 + 的Zn2 SiO4试样。X射线衍射分析确定试样为α Zn2 SiO4晶相。荧光分析测定试样的激发光谱和发射光谱。结果显示Mn2 + 掺杂的α Zn2 SiO4可发蓝色和绿色荧光 ,这一结果显然不同于以前的文献报道。同时 ,我们讨论了Mn2 + 在Zn2

CaF2包覆Zn2SiO4：Mn^2＋绿色荧光粉的发光性能研究

采用溶胶-凝胶法在Zn2SiO4:Mn2+荧光粉颗粒表面包覆一层CaF2薄膜,研究CaF2膜对Zn2SiO4:Mn2+荧光粉的表面形貌以及发光性能的影响。利用扫描电子显微镜、XPS光电子能谱仪、荧光光度计分析包膜荧光粉的表面形貌、成分、紫外发射特性,并在模拟的等离子显示器工作条件下测试材料的真空紫外特性,与未包覆的Zn2SiO4:Mn2+荧光粉的各项性能进行比较。结果表明,CaF2在Zn2SiO4:Mn2+荧光粉表面呈细小颗粒状弥散分布,包覆后的荧光粉的亮度得到了明显的提高,余辉时间没有改变,色坐标未发生较大漂移,此结论对于改善PDP的显示性能及降低其成本均具有重要意义。

基于Zn_2SiO_4:Mn的成像器件紫外增强薄膜制备及表征

在CCD、CMOS等硅基光电成像器件的光敏面镀下变频薄膜将紫外波段的光变为可见波段的光,可实现CCD、CMOS等硅基光电成像器件的紫外响应。考虑Zn2SiO4∶Mn粒子直径小,稳定性好,荧光量子效率高等优点,本文用"旋涂法"在石英基底上生成Zn2SiO4∶Mn紫外增强薄膜,并对其透射光谱、吸收光谱、激发光谱与发射光谱等光学性质进行分析。实验测得薄膜在300 nm以下透过率极低并具有很强的吸收,在300 nm以上透过率很高且吸收很弱;激发峰在260 nm,发射峰在525 nm,可以实现将紫外光转化为可见光。分析了Zn2SiO4∶Mn薄膜的均匀性、厚度、稳定性等物理性质对其变频性能的影响。实验结果表明,利用Zn2SiO4∶Mn薄膜可以有效增强CCD等光电器件的紫外响应,实现光电器件的紫外探测。

溶胶-凝胶法制备Zn_2SiO_4:Mn荧光粉及其发光特性的研究

利用溶胶-凝胶法制备Zn2SiO4和Zn2SiO4:Mn凝胶,将其在110℃下烘干成粉状;将烘干后的粉末在1000℃高温下煅烧2 h,得到含Zn2SiO4和Zn2SiO4:Mn纳米颗粒.XRD结果表明,测定的式样为-αZn2SiO4晶相,并且掺杂前后晶相没有发生明显变化;试样的荧光光谱测定的结果表明,Mn2+掺杂的Zn2SiO4发绿色荧光.最后对这种物质的发光机理进行了分析.

Zn2SiO4：Mn的水热法制备

利用简易水热法原位合成制备踟2n2SiO4：Mn绿色荧光体，主要原料为TEOS（Tetraethyl orthosilicate），Zn（CH3COO）2·2H2O，Mn（CH3COO）2·4H2O．通过控制反应条件，合成出了具有空心和微米花状结构的硅酸锌掺锰，利用XRD，TEM，SEM和荧光光谱仪对其进行表征，并对其反应机理进行解释．

不同制备条件对Zn_2SiO_4∶Mn^(2+)粉末发光性能的影响

利用溶胶-凝胶法制备了Zn2SiO4∶Mn2+粉末,探讨了体系pH值、热处理温度、煅烧气氛对材料结构和发光性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)谱等分析手段对Zn2SiO4∶Mn2+粉末的结构、颗粒大小、形貌、发光性能进行了表征。结果表明:溶胶的pH值影响制备的粉体的结晶性和颗粒大小,当溶胶pH值为4.34时,体系水解缩聚反应充分,所得荧光粉的光致发光强度最强;煅烧气氛显著影响荧光粉的发光强度,前驱体在N2(90%)+H2(10%)的还原气氛下煅烧得到的发光粉发光强度最强;最佳热处理温度为900℃。

熔盐法制备Zn_2SiO_4∶Mn绿色荧光粉及其光学性能的研究

利用Na2SO4作为熔盐,ZnCl2、MnCO3和Na2SiO3.9H2O作为原材料,在900～1050℃间成功地合成了绿光发射的Zn2SiO4∶Mn荧光粉。当监测波长为524nm时,样品激发谱出现峰值位于254nm和270nm的两个较强的宽带激发峰,同时存在几个较弱的宽带激发峰,分别位于358nm、425nm和434nm处。发射光谱表现为峰位位于524nm处的一个宽带发射。样品的最佳烧结温度为1000℃,最佳保温时间为5h,当Mn2+掺杂摩尔浓度为3%时,样品绿光发射性能最好。

Zn_2SiO_4∶Mn^(2+)电子结构及光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函(DFT)理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法,对Zn2SiO4∶Mn2+的电子结构(能结构、态密度)和光学性质进行了理论计算。计算结果表明,Zn2SiO4∶Mn2+是一种间接带隙半导体,禁带宽度为2.934 eV;其能态密度主要由Zn-3d,O-2p和Si-3p决定;静态介电函数ε1(0)=2.82;折射率n0=1.75;吸收系数最大峰值为7.37×104cm-1;利用计算的能带结构和态密度分析了Zn2SiO4∶Mn2+材料的介电函数、反射谱、复折射率以及消光系数等光学性质,为Zn2SiO4∶Mn2+发光材料的设计与应用提供了理论依据。

纳米Zn2SiO4∶Mn包覆SiO2颗粒的制备及表征

采用水热合成方法添加KOH在SiO2颗粒表面包覆Mn^2＋掺杂纳米Zn2SiO4,通过X射线衍射（XRD）仪、扫描电子显微镜（SEM）、能谱、光致发光（PL）光谱仪对产物的晶体结构、形貌及光学性能进行表征,并对Zn2SiO4晶体在水热反应过程中的反应机制进行了讨论。XRD测试结果表明：220℃水热条件下,添加少量KOH,反应不同时间后,可在石英砂表面生成一层Zn2SiO4;SEM照片显示所生成的Zn2SiO4为六棱柱形,并且不同反应条件下Zn2SiO4的包覆程度不同。反应产物经光致发光性能研究表明：Mn^2＋掺杂纳米Zn2SiO4包覆SiO2样品中显示两套光致发光谱,一套为250nm左右激发产生的522nm绿色发光带,另一套为340～410nm宽带激发的440nm蓝色发光带,前者为典型的Mn^2＋离子发光,后者440nm发光带则有可能来源于基体SiO2的氧空位缺陷。

基于Zn_2SiO_4:Mn的紫外探测薄膜的研制

由于紫外光对硅层的透射深度小于2nm,所以传统的光电探测器件并不响应紫外光。为了增强传统的光电探测器件在紫外波段的探测能力,实用的方法是在传感器光敏面镀上"紫外-可见"变频薄膜,将紫外光转化为可见光。实验用"旋涂法"在石英基底上生成Zn2SiO4Mn紫外探测薄膜,并对其透射光谱、吸收光谱、激发光谱与发射光谱等光学性质进行测量分析。实验测得薄膜在300nm以下透过率极低,在300nm以上透过率很高且平稳;对300nm以下的光具有很强的吸收,对300nm以上的光吸收很弱且很平稳;激发峰在265nm,发射峰在525nm,即能将紫外光转化为可见光。实验结果表明薄膜不仅能将紫外光转化为可见光,实现传统光电探测器件的紫外探测。而且在增强紫外响应的同时不削减其他波段的响应,是一种适用于增强光电图像传感器紫外响应的紫外增强薄膜。

CaTiF_(6)·2H_(2)O:Mn^(4+)窄带红色荧光粉的发光性能及其高显指暖白光LED应用

报道了一种新型的Mn^(4+)掺杂水合六氟钛酸钙CaTiF_(6)·2H_(2)O:Mn^(4+)红色荧光粉,详细研究了基质的结构转变和荧光粉的发光性能及高显色指数(显指)暖白光LED应用。CaTiF_(6)·2H_(2)O:Mn^(4+)在130~200℃间脱水转化为CaTiF_(6):Mn^(4+),荧光光谱发生改变,重新吸附水分子可恢复到CaTiF_(6)·2H_(2)O:Mn^(4+),发光性能不可逆。重要的是,该荧光粉在较长波626 nm和635 nm处分别发射锐线极强的零声子线(ZPL)和ν6振动峰,色坐标为(0.701,0.299),更接近人眼敏感的红光边界650 nm(色坐标x~0.72,y~0.28),有助于提高暖白光LED的显色指数、拓宽背光源的色域。晶体结构和晶体场强度计算指出,Mn^(4+)在CaTiF_(6)·2H_(2)O:Mn^(4+)中占据低对称性的格位,所受到的晶体场强度较弱,Mn—F键的共价性较强。另外,通过表面疏水化显著提升了荧光粉耐湿性能,共掺小离子半径的Si^(4+)增强了荧光粉发光热稳定性。以CaTiF_(6)·2H_(2)O:Mn^(4+)作为红光成分,获得了高显色指数(R_(a)=90,R_(9)=68)的暖白光LED,在高品质的暖白光照明中具有潜在的应用。

Zn2SiO4：Mn光致发光薄膜的溶胶-凝胶法制备及发光性质的研究

以乙酸锌、氯化锰、无水乙醇、正硅酸为主要原料，用溶胶-凝胶浸渍提拉法在石英片上制得Zn2SiO4：Mn薄膜前驱体，经高温煅烧获得到Zn2SiO4：Mn荧光薄膜，荧光分析其发光性能。