空气中合成M2B4O7:Eu3+(M=Na,K)荧光体及其性质表征

以M2B4O7(M=Na,K)为基质,在空气中掺杂稀土元素Eu3+得到了Na2B4O7:Eu3+和K2B4O7:Eu3+荧光体.探讨了体系的烧结条件和荧光性质,分析了晶体的结构.结果表明,虽然两种体系的最佳合成条件不同,但是体系中都同时存在[BO4]和[BO3]结构;稀土离子Eu3+的发光以电偶极跃迁5D0-7F2为主,处于非中心对称的格位上,并且可以很好地存在于基质中,Na2B4O7:Eu3+具有较强的发光强度.     

Y2O2S∶Eu3+空心微球的制备与性能

以单分散的碳球为硬模板,采用均匀共沉淀法合成了Y2O2S:Eu3+心微球.通过XRD、SEM、TEM、荧光光谱对其进行表征.X射线衍射测试表明所制备的Y2O2S:Eu3+空心微球为单相,六方晶.扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)测试表明所制备的Y2O2S:Eu3+空心微球粒径小,分布均匀.激发和发射光谱测试表明Eu3+离子能有效地掺入硫氧化钇基质中,并具有良好的发光性能.     

SiO2/LaF3:Eu3＋核壳结构发光粒子的制备与表征

采用简单的液相法合成了SiO2/LaF3:Eu3＋核壳结构发光粒子, 并对其结构及发光性能进行了表征. XRD分析表明包覆层LaF3:Eu3＋为立方晶相结构, 红外光谱表明SiO2颗粒表面有柠檬酸的修饰, 电镜照片表明合成了球形的核-壳结构的复合粒子, 包覆层厚度为10～20 nm, 光谱测试表明核-壳复合粒子与纯的LaF3:Eu3＋具有相同的发光性能, 均以589 nm附近的5D0—7F1磁偶极跃迁为最强发射峰, 说明Eu3＋在LaF3基质中占据的格位相同.     

Li2Sr0.995-xSiO4:0.005Eu2+,xLa3+荧光粉的晶体结构与发光特性

采用高温固相反应法在还原气氛下制备了Li2Sr0.995-x SiO4:0.005Eu2+,xLa3+荧光粉。利用X射线衍射仪、荧光光谱仪和紫外可见分光光度计对样品的晶体结构、激发光谱、发射光谱与荧光衰减寿命以及漫反射光谱进行测试分析。实验结果表明:所制得的样品为单一相的Li2SrSiO4晶体结构化合物。Li2Sr0.995-x SiO4:0.005Eu2+,xLa3+荧光粉的激发光谱均呈现出宽激发带,其中最强的激发峰位于408 nm左右。在此波长激发下可得到峰值位于570 nm左右的宽波段单峰发射光谱,其对应于Eu2+离子4f65d1→4f7电子跃迁。La3+掺杂Li2SrSiO4:Eu2+荧光粉基质产生了晶格缺陷[2La·Sr·V″Sr],其可以吸收光能并将能量传递给发光中心离子Eu2+,进而增强Li2Sr0.995SiO4:0.005Eu2+荧光粉的发光强度。漫反射光谱和荧光衰减寿命测试结果也证实La3+掺杂能够增加Eu2+的激发态吸收能量,延长发光中心Eu2+离子荧光衰减寿命。     

Gd2O3∶Eu3+纳米棒的制备与发光性能

在表面活性剂辅助的水热条件下合成出尺寸均一的Gd2O3∶Eu3+纳米棒, 对其结构和荧光性质进行了表征, 并对其生长机理进行了初步讨论. XRD结果表明, 水热前驱体样品为六方晶相的Gd(OH)3, 经过灼烧之后样品为立方相的Gd2O3. TEM照片表明, 所得样品为直径60 nm、长度约600 nm的纳米棒. 荧光光谱表明, 在波长为254 nm 的紫外光激发下, Gd2O3∶Eu3+纳米棒产生了不同于前驱体的特征红光发射, 对应于Eu3+ 的5D0-7F2跃迁, 表明Gd2O3是红色发光材料的良好基质.     

Dy3+,Eu3+双掺单基质Ca9Y(PO4)7白色荧光粉的合成与发光性能

以具有多种格位的Ca9Y(PO4)7作为基质, 以Dy3+和Eu3+作为共激活剂, 利用高温固相法合成了一种单基质白光荧光粉. X射线衍射证实样品属于三方晶系菱面体结构, Dy3+和Eu3+在Ca9Y(PO4)7晶体中占据了Y3+ 的格位. 样品在365 nm紫外线激发下, 荧光光谱同时出现了Dy3+和Eu3+的特征发射, 且发光强度以及色度坐标随着Dy3+和Eu3+掺杂比率的变化而有规律变化, 所有样品的发射均处于白光区域. 利用近紫外芯片作为激发源, 单一基质白色荧光粉Ca9Y1-x-y(PO4)7: xDy3+, yEu3+可应用于白光发光二极管等领域.     

Ca2Y7.9（SiO4）6O2-0.5xFx:Eu0.1（3+,2+）荧光粉的合成和发光特性

采用高温固相反应法在弱还原气氛下制备了Ca2Y7.9(SiO4)6O2-0.5xFx:Eu(2+,3+)0.1(x=0～4)系列荧光粉。晶胞参数a,c和晶胞体积V均随着F-置换量的增加呈线性减小,晶胞参数a和c的变化率相近。荧光体中Eu2+和Eu3+共存,Eu2+3d5/2与Eu3+3d5/2电子结合能分别为1128.4和1136.3 eV,Eu2+的3d5/2与3d3/2的电子结合能差为28.4 eV。Eu2+和Eu3+的3d5/2态XPS峰面积比为6.9∶1。激发光谱由Eu3+的两个电荷迁移(CTS)带和f-f跃迁激发线组成,x=0,1的试样中出现了Eu2+的f-d跃迁强激发谱带。激发到Eu3+的电荷迁移态或激发Eu2+,除了来自Eu3+的5D0能级的发射之外,还观察到了5D1能级的强发射和5D2能级的弱发射,并且激发Eu2+时5D1→7F4发射强度超过5D0→7F2,没有出现Eu2+的明显发射,Eu2+对Eu3+发光起到很好的敏化作用。5DJ(J>0)高能级发射来自4f格位的Eu3+发光中心,Eu2+的敏化起关键作用。Eu3+在4f和6h两种格位的分布比为4∶6。     

(Ca,Me)La4Si3O13:Eu3+(Me=Sr,Ba)荧光粉的结构和发光特性

采用高温固相法制备了(Ca,Me)La4Si3O13∶Eu3+(Me=Sr,Ba)系列红色荧光体,考察了Eu3+掺杂浓度和Sr2+,Ba2+置换对荧光体结构和发光特性的影响。Eu3+最佳掺杂浓度为nEu3+∶nLa3+=1∶7,5D0-7F2与5D0-7F1跃迁发射强度比为2.55。Eu3+掺杂使晶胞参数a和c呈线性变小,对c的影响大于a,使a/c比增大。Sr2+和Ba2+分别置换基质中的Ca2+可以形成完全固溶体,晶胞参数随Sr2+或Ba2+的置换量增加呈线性增大,使a/c比减小。各发射峰强度在Sr2+置换量为0.4 mol时出现极大值,但随Ba2+置换量的增加而不断增强,全置换后荧光强度最大。荧光体的色坐标为(0.638 5,0.353 0)。     

棒状LaF3∶Eu3+纳米晶的制备与发光性能

采用一种简单的液相反应法在室温下合成了棒状的LaF3∶Eu3+纳米晶, 对其结构和发光性能进行了表征. XRD分析结果表明, 室温下即可得到结晶良好的六方晶相的LaF3, 灼烧之后样品的衍射峰增强, 没有杂相产生. TEM照片表明, 棒状LaF3∶Eu3+纳米材料的直径为8 nm左右, 长度达到50 nm. 荧光光谱表明, 室温下合成的棒状LaF3∶Eu3+纳米晶的最强发射峰位于589 nm, 对应于Eu3+的5D0-7F1跃迁发射, 说明Eu3+占据LaF3基质中La3+晶格点的C2对称格位上. 同时Eu3+的猝灭摩尔分数为5%, 荧光寿命随着灼烧温度的升高而延长.     

Gd3Ga5O12∶Eu3+发光纳米晶的燃烧合成及性质

以尿素为燃烧剂,乙二醇为分散剂采用燃烧法制备了Gd3Ga5O12∶Eu3+纳米晶。利用X射线衍射、电镜和荧光光谱对前驱体和热处理后样品的结构、形貌和发光性能进行了表征。XRD结果表明:700℃热处理2 h即可获得立方结构Gd3Ga5O12∶Eu3+纳米晶。根据Scherrer公式估算经700℃和900℃热处理2 h获得的纳米晶的一次性粒径分别为28 nm和42 nm。发射光谱和激发光谱的结果表明:特征发射峰来自于5D0-7FJ跃迁,而来自于Eu3+的5D0→7F1的磁偶极跃迁发射最强;宽激发带主要来自于Eu-O电荷迁移带和Gd3Ga5O12基质吸收。发射强度和激发强度随热处理温度的提高而增强。     

Ce4+和Eu3+共掺杂的Ca2SnO4发光材料的合成与光谱特性

利用高温固相反应法合成了Ce4 和Eu3 共掺杂的Ca2-xEuxSn1-yCeyO4样品,并对其结构和发光特性进行了研究。X射线衍射结果显示,在Ca2SnO4中同时掺入Ce4 和Eu3 离子没有改变其晶体结构。Ca2-xEuxSn1-yCeyO4样品的发射光谱随Eu3 掺杂浓度产生很大变化,当Eu3 掺杂浓度低时,样品中同时存在着Ce4 -O2-的蓝光发射和Eu3 的红光发射;当Eu3 掺杂浓度较高时,样品呈现出Eu3 离子的红光发射。Ce4 -O2-蓝色发光的寿命约为81μs,其能量来源于O2-和Ce4 离子间的电荷迁移吸收;而Eu3 红色发光的寿命约为830μs,其能量来源于O2-和Eu3 离子间的电荷迁移吸收。Eu3 -O2-键比Ce4 -O2-键更容易吸收紫外光,两者之间没有能量传递现象。     

CaLa4Si3O13:Eu3+红色荧光粉制备条件优化及助熔剂作用研究

采用高温固相法制备了CaLa4Si3O13:Eu3+红色荧光粉,研究了助熔剂总量、Li和B物质的量之比、烧成温度对发光性能的影响。以Eu3+的5 D0-7 F2发射强度为指标得出的最佳制备条件为:硼锂双助熔剂B和Li物质的量之比为1:1,总量为0.4 mol.mol-1,950℃预烧150 min,1150℃,240 min烧成。硼组分进入晶格置换硅,使晶胞参数a,c和晶胞体积V均逐渐减小,提高电/磁偶极跃迁强度比和总发光强度。助熔剂总量达到0.24 mol.mol-1后,进入基质的硼趋于饱和。硼组分起到助熔剂和基质组分置换双重作用。     

Eu3+-Tb3+共掺杂SiO2-B2O3-Na2O-Y2O3-P2O5玻璃陶瓷的制备与发光性能

采用高温熔融法制备Eu3+?Tb3+共掺杂SiO2?B2O3?Na2O?Y2O3?P2O5前驱体玻璃。对前驱体玻璃粉末进行差示扫描量热(DSC)分析,确定玻璃陶瓷样品的热处理温度。前驱体玻璃热处理后,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析可知前驱体玻璃中有Na3.6Y1.8(PO4)3晶粒析出。利用荧光光谱对玻璃陶瓷样品的发光性能进行表征,同时分析了Tb3+离子的荧光衰减曲线,确定Eu3+、Tb3+离子的发光机理以及能量传递过程。通过对Eu3+?Tb3+共掺杂玻璃陶瓷样品的发射光谱采集并用色坐标软件和色温计算程序,获得玻璃陶瓷样品的色坐标和相关色温。     

蓝色长余辉材料CaAl2O4:Eu2+,Nd3+的合成及其发光性能

采用高温固相法合成了系列单相Ca(1-x-y)Al2O4:Eu2+x,Nd3+y(0≤x≤0.045,0≤y≤0.0037)粉末样品,并表征了其发光特性.研究结果表明,样品的发射光谱为最大发射峰位于440nm的宽带谱,属于Eu2+的4f65d→4f7跃迁.通过对Eu2+,Nd3+掺杂量与样品发光性能之间关系的研究发现,Eu2+和Nd3+最佳掺杂量分别为x=0.00125和y=0.0025,并且Nd3+对改善蓝色长余辉材料CaAl4:Eu2+的余辉性能具有重要的作用.在最佳掺杂条件下,样品的余辉时间可达1000min,初始亮度大于1200mcd/m2,60min后发光粉的亮度仍然在10mcd/m2以上.利用正电子湮灭技术和热释光技术,研究了Eu2+和Nd3+对CaAl2O4:Eu2+,Nd3+材料的发光性能的影响.     

KSrBP2O8:RE(RE=Eu2+,Tb3+,Eu3+)荧光粉的制备与发光性能研究

采用高温固相反应法制备了KSrBP2O8:RE(RE=Eu2+,Tb3+,Eu3+)系列荧光粉。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:稀土离子的掺入没有改变荧光粉的主晶相。利用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了测试,发现在近紫外光激发下掺杂Eu2+离子的样品具有宽带发射峰,最强发射位于450 nm左右,对应于Eu2+离子的4f65d1→4f7辐射跃迁。随着Eu2+掺杂量的增加,发射光从蓝光逐渐转变到蓝白光。另外,KSrBP2O8:Tb3+和KSrBP2O8:Eu3+能够在近紫外光激发下分别发射出绿光和红光,其最佳掺杂浓度分别为0.04%和0.08%(摩尔分数)。     

KMgF3∶Ce3+，Eu2+的溶剂热合成与光谱性质

采用溶剂热法合成了Eu2 ,Ce3 单掺和双掺KMgF3.分析了样品的结构与形貌.结果表明,所合成的样品均为单相,颗粒粒度分布集中.测定了它们的激发和发射光谱,结果显示:在单掺Eu2 的KMgF3中,没有观察到位于420nm附近由微量氧色心引起的宽带发射,只发现峰值位于360 nm附近的锐峰线发射,说明溶剂热合成的KMgF3:Eu中氧含量极低;在KMgF3双掺体系中由于Eu2 和Ce3 争吸收激发能,Eu2 把能量传递给Ce3 ,存在Eu2 -Ce3 能量传递过程.观察到Ce3 的较强的发射带和Eu2 的较弱的线发射,并讨论了能量传递机理.     

LED用Sr(1-1.5x)Mo0.8Si0.2O3.8:Eu3+x红色荧光粉的制备及其荧光性能

通过高温固相法合成了LED用红色荧光粉Sr(1-1.5x)Mo0.8Si0.2O3.8∶Eu3+x（x=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5）。 通过XRD、激发光谱和发射光谱测试了材料的物相组成以及发光性能。 x=0.1样品的XRD谱与JCPDS 08-0482(SrMoO4)的标准卡片相同。 Eu3+代替晶格中Sr2+的位置成为发光中心。 随着Eu3+含量x的增加,593 nm处的5D0-7F1跃迁和614 nm处的5D0-7F2跃迁发射强度会相互转换：当x≤0.4时,以磁偶极5D0-7F1跃迁为主,发射橙色光;而当x=0.5时,以电偶极5D0-7F2跃迁发射为主,发射红光。 可能是过量掺杂的Eu3+离子,只能存在于晶格空位形成缺陷,无法占据SrMoO4中Sr2+的格位中,Eu3+在晶格中占据非对称中心的格位,导致电偶极跃迁变成允许跃迁,从而增加了5D0-7F2跃迁,减弱了5D0-7F1跃迁。 因此,可以通过调节激活剂的含量获得不同发光色的荧光粉。 Eu3+掺杂的硅钼酸锶体系,614 nm激发下,在368 nm处出现宽的基质吸收峰和467 nm处7F0-5D2的跃迁峰,且这2处的吸收峰在x=0.5时比x=0.4时强3倍左右。 材料能非常好的吸收368 nm波长的光,产生颜色可调的橙红色。 与近紫外光LED芯片匹配良好。     

Eu2O3修饰对纳米TiO2热稳定性及光催化活性的影响

通过浸渍过程实现了Eu2O3对溶胶水热法合成的锐钛矿相TiO2纳米粒子的表面修饰改性.重点研究了表面修饰对纳米锐钛矿相热稳定性及光催化活性的影响.结果表明,Eu2O3表面修饰抑制了锐钛矿相向金红石相的转变,相变温度由550℃左右升高到700℃左右,提高了纳米锐钛矿相TiO2的热稳定性,这与Eu2O3修饰在表面而阻碍了锐钛矿纳米粒子的直接接触有关.与未修饰的TiO2相比,经过700℃高温热处理的Eu2O3修饰的TiO2样品表现出了较高的光催化活性,这与其结晶度提高而有利于光生电荷分离有关.     

Y2O3:Eu3+纳米线阵列的制备与表征

Y2O3:Eu3+红色荧光粉由于色纯度高、化学性质稳定和量子效率接近100%而广泛用于荧光灯和投影电视等方面.近年来,Y2O3:Eu3+的大量研究工作主要集中于纳米粉末的制备方法及其与体相材料不同的发光特性[1～3].最近,有关Y2O3:Eu3+及其稀土化合物的纳米管、纳米线和纳米带一维材料的制备成为研究热点.Wu Changfeng等[4,5]利用表面活性剂合成了Y2O3 : Eu3+纳米管.激光格位选择激发测试结果表明,Eu3+在纳米管中占据3个不同的格位,其611 nm处的红色发光峰出现了宽化.He Yu等[6]采用水热法及退火处理制备出了Y2O3:Eu3+纳米带,发现Eu3+的发射峰不仅宽化,而且出现了625 nm的新峰.Li Yadong等[7～9]采用水热法制备了稀土氧化物、硫氧化物和氢氧化物等的纳米线和纳米管,并探索了其形成机理,同时发现Y2O3S : yb3+,Er3+具有上转换的性质.     

GdF3∶Eu3+/NaGdF4∶Eu3+纳米晶的水热合成及发光性质

采用水热法,以聚乙二醇(400)为分散剂,以NaOH和HNO3溶液调节初始溶液pH值,合成GdF3∶Eu3+和NaGdF4∶Eu3+纳米晶。XRD和SEM结果表明:在酸性溶液(pH=3,5)、中性溶液(pH=7)和碱性溶液(pH=9)中,分别获得具有正交结构的GdF3∶Eu3+纳米晶,GdF3∶Eu3+和NaGdF4∶Eu3+混合晶,六方结构NaGdF4∶Eu3+棒状微米晶。根据Scherrer公式估算pH=3和pH=5时制备纳米晶的一次性粒径分别为49和28 nm。样品的发射光谱结果表明:特征发射峰来自于5D2、5D1、5D0到7FJ跃迁。在主晶相为GdF3样品中,主发射峰来自于Eu3+的5D0→7F1的磁偶极跃迁;晶相为NaGdF4样品的主发射峰来自于Eu3+的5D0→7F2电偶极跃迁。5D0→7F1和5D0→7F2跃迁发射相对强度比值显示:Eu3+在NaGdF4晶体中的格位对称性下降。激发光谱显示出Gd3+和Eu3+具有较好的能量传递。