稀土掺杂Lu3Al5O12荧光粉的发光特性及能量传递

采用高温固相法制备了Ce、Sm共掺Lu₃Al₅O₁₂荧光粉。通过X射线衍射分析、荧光光谱分析研究了样品的结构、发光特性,并通过理论计算研究了能量传递效率、能量传递的临界距离以及能量传递方式。X射线衍射分析表明所制备的荧光粉具有单一的石榴石结构;荧光光谱分析表明,在464 nm蓝光激发下,Sm³⁺的引入可增加Lu₃Al₅O₁₂：Ce,Sm发射光谱中红光成分,并且随着Sm³⁺浓度的增加,Ce³⁺发光强度逐渐减弱。计算出Ce³⁺、Sm³⁺之间的能量传递效率高达77.42%,确定了Ce³⁺、Sm³⁺之间的能量传递机制为偶极-偶极相互作用。     

Ca9Y(PO4)7:Ce3+,Tb3+纳米荧光粉的制备及发光性能

采用水热法制备出Ca₉Y（PO₄）₇：Ce³⁺,Tb³⁺纳米荧光粉,通过XRD、SEM和荧光光谱等对样品进行了分析,研究在Ca₉Y（PO₄）₇基质中引入Ce³⁺,Tb³⁺离子对发光性能的影响规律。研究发现因Tb³⁺离子自身能量交叉驰豫的存在,使得单掺Tb³⁺时,通过调节Tb³⁺离子的浓度可以实现对发光颜色的控制。同时研究了Ce³⁺-Tb³⁺之间的能量传递为电多极相互作用的偶极-四极机制,Ce³⁺-Tb³⁺之间最大的能量传递效率为55.6%。Ca₉Y（PO₄）₇：Ce³⁺,Tb³⁺的发光颜色可以通过激活离子之间的能量传递和共发射得到可控调节。SEM分析表明荧光粉颗粒尺寸在100 nm左右,分散性好。     

KMgF3∶Ce3+,Tb3+纳米粒子中Ce3+→Tb3+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。     

多孔二氧化硅中Gd3+ → Eu3+的能量传递

通过水热反应法，获得了单掺和双掺Eu³⁺，Gd³⁺的多孔二氧化硅组装体，研究了掺杂体系的光谱特性，观察到Gd³⁺ → Eu³⁺的能量传递。分析了能量传递过程，探讨了在多孔二氧化硅中Gd³⁺→Eu³⁺的能量传递的机理，其机理主要为电偶极-电偶极相互作用。     

发光颜色可调的白磷钙矿结构Ca8MgBi(PO4)7∶Ce3+，Tb3+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 Ca₈MgBi(PO₄)₇∶Ce³⁺,Tb³⁺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 Ce³⁺、Tb³⁺并没有改变 Ca₈MgBi(PO₄)₇基质的晶体结构。荧光光谱和荧光寿命曲线确定了 Ce³⁺-Tb³⁺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 Ce³⁺浓度而逐渐增加 Tb³⁺的掺杂量时,系列Ca₈MgBi(PO₄)₇∶0.08Ce³⁺,yTb³⁺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。     

Dy3+离子掺杂的全色荧光粉Ca9La(PO4)7的制备及发光特性

采用高温固相法合成了Ca₉La(PO₄)₇:Dy³⁺发光材料. 荧光粉的晶体结构和微观尺寸由X射线粉末衍射(XRD)仪和扫描电子显微镜(SEM)测定. 光致激发和发射光谱发光揭示了材料的光学特性. 实验结果显示: Ca₉La(PO₄)₇:Dy³⁺能够有效吸收紫外-可见光(300-460 nm)而被激发, 呈现一系列的吸收峰. 样品在350 nm近紫外光激发下, 有较强的蓝光(481 nm)和黄光(573 nm)两个窄带发射, 混合成优质的白光发射, 该白光色坐标在国际照明委员会(CIE)色品图中分布在无色点D65 (0.313, 0329)周围. 随着掺杂Dy³⁺离子的摩尔分数的增加, 两种发射均发生浓度猝灭现象, Dy³⁺离子的最佳掺杂为0.05(摩尔分数), 电偶极-电偶极相互作用是主要的猝灭机理.     

GdVO4:Ln3+(Ln=Eu，Tm，Dy)荧光粉的水热法制备及其发光性能

以EDTA为矿化剂,采用水热法制备了GdVO₄:Dy³⁺、GdVO₄:Dy³⁺,Eu³⁺和GdVO₄:Dy³⁺,Eu³⁺,Tm³⁺荧光粉,研究了所制备样品的相结构、形貌、荧光性质、Dy³⁺到Eu³⁺的能量传递及Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_15/2跃迁的衰减曲线。X射线衍射(XRD)确定了所合成的GdVO₄:0.03Dy³⁺、GdVO₄:0.03Dy³⁺,0.07Eu³⁺和GdVO₄:0.03Dy³⁺,0.07Eu³⁺,0.07Tm³⁺样品均为四方晶系;扫描电镜(SEM)显示GdVO₄:0.03Dy³⁺,0.07Eu³⁺和GdVO₄:0.03Dy³⁺,0.07Eu³⁺,0.07Tm³⁺均为棒状结构,平均长度分别约为0.458和0.491 μm;通过研究GdVO₄:Dy³⁺,Eu³⁺的发射光谱和衰减曲线,佐证了Dy³⁺到Eu³⁺的能量传递过程,并确定了其能量传递的机制为偶极-偶极相互作用。通过调节GdVO₄:0.03Dy³⁺,xEu³⁺荧光粉中Eu³⁺的掺杂浓度实现了准白光输出(0.424,0.350);调节GdVO₄:0.03Dy³⁺,0.07Eu³⁺,yTm³⁺荧光粉中Tm³⁺的掺杂浓度,也实现了白光输出(0.346,0.301)。     

基于油酸辅助水热法制备NaLuF4:Ln3+及光谱性质

采用油酸辅助水热法合成了具有上下转换发光性能的NaLuF₄∶Ce³⁺、NaLuF₄∶Ce³⁺,Tb³⁺、NaLuF₄∶Yb³⁺,Tm³⁺、NaLuF₄∶Yb³⁺,Er³⁺以及NaLuF₄∶Yb³⁺,Er³⁺,Tm³⁺荧光粉材料。X射线衍射（XRD）表征结果表明产物各个衍射峰与标准卡片PDF#27-0726较好的吻合,得到六方相NaLuF₄晶体。扫描电镜（SEM）显示产物形貌为六棱柱,由粒径分布图可知属于微米级材料。NaLuF₄基质中单掺Ce³⁺时,研究掺杂浓度对样品发光性能的影响表明NaLuF₄∶0.09Ce³⁺的发光强度最大。双掺Ce³⁺、Tb³⁺时,详细讨论了NaLuF₄基质中Ce³⁺→Tb³⁺的能量传递机制,可认为是偶极-四极作用。在980 nm激光激发下,增大Yb³⁺的掺杂浓度可以使Er³⁺的红（⁴F_9/2→⁴I_15/2）/绿（²H_11/2→⁴I_15/2,⁴S_3/2→⁴I_15/2）光发射比例增大,Er³⁺的红光和绿光发射过程均属于双光子发射,Tm³⁺的蓝光发射过程属于三光子发射,并且NaLuF₄∶0.20Yb³⁺,0.005Er³⁺,0.005Tm³⁺样品实现了白光发射（x=0.335,y=0.385）。     

沉淀法合成蓝色长余辉发光材料Sr2MgSi2O7∶Eu2+，Dy3+

采用沉淀法制备了高亮度的长余辉发光材料Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺,Dy³⁺。通过XRD、荧光光谱和热释光谱对其进行表征。XRD测试表明所制备的Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺,Dy³⁺为单相,四方晶。荧光光谱测试表明,用λ_em=467 nm作为监控波长,在275~450 nm之间有宽的激发光谱,峰值位于399 nm。用λ_ex=399 nm激发样品,其发射光谱为一宽带,峰值位于467 nm。1 050 ℃煅烧前躯体所制备的Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺,Dy³⁺发光性能最好。热释光谱峰值位于357 K,适合长余辉现象的产生。对Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺,Dy³⁺长余辉发光机理进行了讨论。     

绿色荧光粉Ca3Y2Si3O12:Tb3+,Ce3+的制备及发光特性

采用高温固相法合成了绿色荧光粉Ca₃Y₂Si₃O₁₂:Tb³⁺.XRD检测结果显示,荧光粉主晶相为Ca₃Y₂Si₃O₁₂,属单斜晶系.荧光光谱分析表明：Ca₃Y₂Si₃O₁₂:Tb³⁺硅酸盐荧光粉可以被370 nm的近紫外光激发,发射绿光,主发射峰位于490 nm(⁵D₄→⁷F₆),544 nm(⁵D₄→⁷F₅),585 nm(⁵D₄→⁷F₄)和621 nm(⁵D₄→⁷F₃).用544 nm最强峰监测,得到主激发峰位于370 nm的激发光谱,此光谱覆盖了300~450 nm的波长范围.研究了煅烧条件、掺杂浓度及Ce³⁺共掺杂对荧光粉发光性能的影响：在1 400 ℃下经二次煅烧 6 h得到的样品的发光性能最佳,Tb³⁺离子的最佳掺杂浓度为20mol%,Ce³⁺离子共掺杂能够提高荧光粉的发光强度,其最佳掺杂量为4mol%,说明存在Ce³⁺→Tb³⁺的能量传递.     

稀土掺杂Lu3Al5O12荧光粉的发光特性及能量传递

采用高温固相法制备了Ce、Sm共掺Lu_3Al_5O_(12)荧光粉。通过X射线衍射分析、荧光光谱分析研究了样品的结构、发光特性,并通过理论计算研究了能量传递效率、能量传递的临界距离以及能量传递方式。X射线衍射分析表明所制备的荧光粉具有单一的石榴石结构;荧光光谱分析表明,在464 nm蓝光激发下,Sm~(3+)的引入可增加Lu_3Al_5O_(12)∶Ce,Sm发射光谱中红光成分,并且随着Sm~(3+)浓度的增加,Ce~(3+)发光强度逐渐减弱。计算出Ce~(3+)、Sm~(3+)之间的能量传递效率高达77.42%,确定了Ce~(3+)、Sm~(3+)之间的能量传递机制为偶极-偶极相互作用。     

颜色可调Sr3Y（BO3）3∶Tm3+，Dy3+荧光粉的发光性能及能量传递

采用高温固相法制备了Sr_3Y(BO_3)_3:xTm~(3+),yDy~(3+)荧光粉,并通过XRD、SEM和荧光光谱仪对样品的物相、微观形貌、发光性能、能量传递机制和CIE色坐标进行了分析。结果表明:Sr_3Y(BO_3)_3:xTm~(3+)荧光粉在监测波长为359 nm时发射蓝光,Tm~(3+)的浓度淬灭点为x=0.08;在Sr_3Y(BO_3)_3:0.08Tm~(3+),yDy~(3+)荧光粉中,随着Dy~(3+)掺杂浓度的增加,Tm~(3+)的发光强度降低而Dy~(3+)发光强度却先增加后降低,Dy~(3+)的浓度淬灭点为y=0.1;通过改变Dy~(3+)掺杂浓度或改变激发光的波长,均可实现发射光的颜色可调;在Tm~(3+)-Dy~(3+)离子之间存在能量传递。当Dy~(3+)掺杂浓度(物质的量分数)为0.15时能量传递效率达75.14%,能量传递机制为电偶极-电偶极相互作用。     

White-light-emitting long-lasting phosphorescence in Dy-doped SrSiO3

We report on a luminescent phenomenon in Dy³⁺-doped SrSiO₃ long-lasting phosphor. After irradiation by a 254-nm UV lamp for 5 min, the Dy³⁺-doped SrSiO₃ phosphor emits white light-emitting long-lasting phosphorescence for more than 1 h even after the irradiation source has been removed. Photoluminescence, long-lasting phosphorescence and thermoluminescence (TL) spectra are used to explain this phenomenon. Photoluminescence spectra reveal that the white light-emitting long-lasting phosphorescence originated from the two mixtures of Dy³⁺ characteristic luminescence, the 480-nm blue emission (⁴F_9/2→⁶H_15/2) and the 572-nm yellow emission (⁴F_9/2→⁶H_13/2). TL spectra shows that the introduction of Dy³⁺ ions into the SrSiO₃ host produces a highly dense trapping level at 377 K (0.59 eV), which is responsible for the long-lasting phosphorescence at room temperature. A possible mechanism of the long-lasting phosphorescence based on the experimental results is proposed. It is considered that the long-lasting phosphorescence is due to persistent energy transfer from the electron traps to the Dy³⁺ ions, which creates the persistent luminescence of Dy³⁺ to produce the white light-emitting long-lasting phosphorescence.     

Ca9Y(PO4)7:Ce3+,Tb3+纳米荧光粉的制备及发光性能

采用水热法制备出Ca_9Y(PO4)7∶Ce~(3+),Tb~(3+)纳米荧光粉,通过XRD、SEM和荧光光谱等对样品进行了分析,研究在Ca_9Y(PO4)7基质中引入Ce~(3+),Tb~(3+)离子对发光性能的影响规律。研究发现因Tb~(3+)离子自身能量交叉驰豫的存在,使得单掺Tb~(3+)时,通过调节Tb~(3+)离子的浓度可以实现对发光颜色的控制。同时研究了Ce~(3+)-Tb~(3+)之间的能量传递为电多极相互作用的偶极-四极机制,Ce~(3+)-Tb~(3+)之间最大的能量传递效率为55.6%。Ca_9Y(PO4)7∶Ce~(3+),Tb~(3+)的发光颜色可以通过激活离子之间的能量传递和共发射得到可控调节。SEM分析表明荧光粉颗粒尺寸在100 nm左右,分散性好。     

CaWO4:xEu3+,ySm3+,zLi+红色荧光粉的制备及光学性能

采用微波固相法制备了CaWO₄：xEu³⁺,ySm³⁺,zLi⁺红色荧光粉。测量样品的XRD图、激发谱、发射谱及发光衰减曲线,研究并分析了Eu³⁺、Sm³⁺、Li⁺的掺杂浓度,对样品微结构、光致发光特性、能量传递及能级寿命的影响。结果表明,Eu³⁺、Sm³⁺、Li⁺掺杂并未引起合成粉体改变晶相,仍为CaWO₄单一四方晶系结构。Eu³⁺、Sm³⁺共掺样品中,Sm³⁺掺杂为3%时,Sm³⁺对Eu³⁺的能量传递最有效。Li⁺掺杂起到了助熔剂和敏化剂的作用,使样品发光更强。在394 nm激发下,与CaWO₄：3%Eu³⁺样品比较,3%Eu³⁺、3%Sm³⁺共掺CaWO₄及3%Eu³⁺、3%Sm³⁺、1%Li⁺共掺CaWO₄样品的发光分别增强2倍及2.4倍。同一激发波长下,单掺Eu³⁺样品寿命最短,Sm³⁺、Eu³⁺共掺样品随Sm³⁺浓度增加,寿命先减小后增加,且掺杂了Li⁺的样品比不掺Li⁺的样品⁵D₀能级寿命有所增加。     

NaBaPOM4:Tb3+绿色荧光粉制备及其发光特性

采用高温固相法合成了NaBaPOM₄:Tb³⁺绿色荧光粉, 并研究了材料的发光性质. NaBaPOM₄:Tb³⁺材料呈多峰发射, 发射峰位于437、490、543、587和624 nm, 分别对应Tb³⁺的⁵D₃→⁷F₄和⁵D₄→⁷F_{J=6, 5, 4, 3}跃迁发射, 主峰为543 nm; 监测543 nm发射峰, 所得激发光谱由4f⁷5d¹宽带吸收(200-330 nm)和4f-4f 电子吸收(330-400 nm)组成, 主峰为380 nm. 研究了Tb³⁺掺杂浓度, 电荷补偿剂Li⁺、Na⁺、K⁺和Cl^-, 及敏化剂Ce³⁺对NaBaPOM₄:Tb³⁺材料发射强度的影响. 结果显示: 调节激活剂浓度、添加电荷补偿剂或敏化剂均可以在很大程度上提高材料的发射强度.     

Efficient photoluminescence of Dy at low concentrations in nanocrystalline ZrO2

Nanocrystalline ZrO₂:Dy³⁺ were prepared by sol-gel and the structural and photoluminescence properties characterized. The crystallite size ranges from 20 to 50 nm and the crystalline phase is a mixture of tetragonal and monoclinic structure controlled by dopant concentration. Strong white light produced by the host emission band centered at ∼460 nm and two strong Dy³⁺ emission bands, blue (488 nm) and yellow (580 nm), under direct excitation at 350 nm were observed. The highest efficiency was obtained for 0.5 mol% of Dy³⁺. Emission is explained in terms of high asymmetry of the host suggesting that Dy³⁺ are substituted mainly into Zr⁴⁺ lattice sites at the crystallite surface. Luminescence quenching is explained in terms of cross-relaxation of intermediate Dy³⁺ levels.     

La7O6(BO3)(PO4)2:Eu3+/Tb3+荧光材料的制备及其光致发光性能

采用优化的高温固相方法制备了稀土离子Eu³⁺和Tb³⁺掺杂的La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂系荧光材料,并对其物相行为、晶体结构、光致发光性能和热稳定性进行了详细研究。结果表明,La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂：Eu³⁺材料在紫外光激发下能够发射出红光,发射光谱中最强发射峰位于616 nm处,为⁵D₀→⁷F₂特征能级跃迁,Eu³⁺的最优掺杂浓度为0.08,对应的CIE坐标为（0.610 2,0.382 3）;La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂：Tb³⁺材料在紫外光激发下能够发射出绿光,发射光谱中最强发射峰位于544 nm处,对应Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅能级跃迁,Tb³⁺离子的最优掺杂浓度为0.15,对应的CIE坐标为（0.317 7,0.535 2）。此外,对2种材料的变温光谱分析发现Eu³⁺和Tb³⁺掺杂的La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂荧光材料均具有良好的热稳定性。     

CMPO-离子液体体系对Ce3+的萃取

本文研究了CMPO[辛基(苯基)-N,N-二异丁基氨甲酰基甲基氧化膦]溶于疏水性离子液体BmimNTf2(1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺亚酰胺盐)和BmimPF6(1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐)对硝酸水溶液体系中Ce3+的萃取行为,详细考察了稀释剂、酸度、金属离子浓度、盐析剂、萃取剂浓度、温度等对萃取性能的影响。研究结果表明:离子液体BmimNTf2体系中Ce3+的萃取率远高于BmimPF6体系;硝酸浓度、金属离子浓度的增大会导致萃取率下降;温度升高萃取率降低;萃取剂CMPO浓度升高萃取率增大;而盐析剂(C=0.001~1 mol.L-1时)对Ce3+的萃取几乎没有影响。萃取机理的推测表明萃取反应形成三配位的配合物,其结构为Ce3+.3CMPO,萃取平衡常数为lgK=6.49,反应焓变为-47.29 kJ.mol-1。