NaGdF_4:Eu~(3 )的结构和VUV荧光性质

利用水热方法合成了纯度较高的六方结构的 NaGdF4,在氧气存在条件下 950℃加热处理可以使其转变为 CaF2型立方结构。在真空紫外光激发下,六方结构的 NaGdF4∶ Eu3＋中的 Gd3＋离子吸收一个光子,并将能量分两步传递给 Eu3＋离子,发生双光子发射。立方结构的 NaGdF4∶ Eu3＋中存在有一定量的氧离子取代缺陷,使 Gd3＋离子 4f-5d跃迁移到 177nm附近,这与惰性气体放电产生的真空紫外光波长一致。     

NH4F-LnF3体系的合成及荧光性质

利用稀土氧化物与NH₄HF₂的直接反应和水热合成方法系统地研究了NH₄F-LnF₃体系?直接反应的主要产物是NH₄LnF₄?LnF₃和NH₄Ln₂F₇;水热反应的主要产物则是NH₄Ln₃F₁₀和LnF₃     

Eu3+掺杂的LaPO4和LaAlO3纳米体系及其发光性质

Eu³⁺离子掺杂的LaPO₄纳米线或纳米棒通过一种简单的水热反应方法被成功地合成出来. 水热反应条件以及生成产物的烧结条件对LaPO₄基质材料的形貌和结构的影响, 通过扫描电子显微镜和X射线衍射等表征手段进行了研究. 生成物的物相和形貌可以通过改变反应条件得到很好的控制. LaAlO₃也是一种很重要的无机材料, 其粉末状态有较高活性和选择性, 因而作为催化剂被广泛研究. 其体相材料因具有钙钛矿结构, 与Y-Ba-Cu-O和Bi-Sr-Ca-Cu-O等超导体系有很好的点阵匹配和热扩散匹配. 稀土离子掺杂的镧系化合物的光致发光性不仅与基质材料的组成结构有关, 而且与晶体的形貌和尺寸也有关, 所以Eu³⁺离子分别被掺入到单斜晶系独居石结构的LaPO₄和钙钛矿结构的LaAlO₃中以作对比实验. 为了了解反应物周围环境对产物性质的影响, LaPO₄:Eu³⁺和LaAlO₃:Eu³⁺的纳米颗粒同时用共沉淀法制得. 不同形貌的LaPO₄:Eu³⁺纳米体系的发光强度略有不同. 掺杂的单斜晶系独居石结构的LaPO₄和钙钛矿结构的LaAlO₃纳米颗粒发光最强时, Eu³⁺离子的最佳掺杂摩尔百分比分别为5.0%和3.5%. 在适当的紫外光照射下, LaAlO₃:Eu³⁺ (3.5 mol%) 比LaPO₄:Eu³⁺ (5.0 mol%) 发射更亮的红光, 这是由于两者有不同的自旋轨道耦合和共价键, 这表明在纳米尺度下, LaAlO₃也是一种很好的稀土离子掺杂的基质材料.     

Si-N共掺对CaAl2O4:Eu2+和CaAl2O4:Eu2+,Sm3+荧光粉荧光和余辉性能的优化

采用高温固相反应法制备了不同浓度Si-N共掺的CaAl2O4:Eu2+蓝色荧光粉,发现只需2%(摩尔分数)的Si-N共掺就可以明显提高荧光粉的荧光性能。研究还发现在CaAl2O4:Eu2+,Sm3+中掺入Si-N后,荧光粉的荧光强度和余辉性能都有提高。通过荧光粉的光谱图,发现共掺没有改变荧光粉中发光中心Eu离子的价态,而电子顺磁共振(EPR)谱则表明,Si-N共掺对Eu离子周围的配位环境产生了较大的影响。这说明掺杂的Si-N倾向于取代Eu2+附近的Al-O,并且由于Si-N键相对于Al-O键具有较短的键长,使发光中心周围晶体骨架的刚性得到了增强,从而减少了晶格热震动导致的非辐射跃迁能量损失,提高荧光粉的发光性能。同时,热释光谱表明,掺杂的Si-N会在发光离子周围产生新的缺陷能级,从而提高荧光粉的余辉性能。     

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)。     

Eu3+或Tb3+掺杂的KY2F7纳米球的制备与表征

利用简单的室温液相反应制备了KY₂F₇及镧系离子掺杂的KY₂F₇∶Eu³⁺和KY₂F₇∶Tb³⁺的纳米球，并利用XRD，TEM，SEM，XRF和荧光光谱对所制备的材料进行了表征。研究表明Eu³⁺或Tb³⁺离子已成功地掺杂在KY₂F₇纳米球中。掺杂     

BaY2F8∶Ce, Eu中Ce3+→Eu2+的能量传递和Ce3+→Eu3+的电子转移

采用高温固相反应法制备了BaY     

水热合成LuF3∶Yb3+，Er3+微晶及其上转换发射与温度传感特性

通过在不同pH值下的简易水热法合成不同Yb³⁺离子（n_Yb³⁺/n_Lu³⁺=5%~15%）和Er³⁺离子（n_Er³⁺/n_Lu³⁺=1%~5%）掺杂浓度的LuF₃∶Yb³⁺,Er³⁺微晶荧光粉。发现pH值对正交相LuF₃∶Yb³⁺,Er³⁺的合成起着关键作用。在980 nm激发下,LuF₃∶Yb³⁺,Er³⁺荧光体呈现出以523 nm（²H_11/2→⁴I_15/2）和539 nm（⁴S_3/2→⁴I_15/2）为中心的强绿光上转换（UC）发射以及以660 nm（⁴F_9/2→⁴I_15/2）为中心弱红光上转换发射。通过使用X射线衍射（XRD）和光致发光（PL）分析测定了最强发射强度的Er³⁺和Yb³⁺的最佳掺杂浓度。浓度依赖性研究表明,达到最强的绿光上转换发光时最佳掺杂浓度为10% Yb³⁺,2% Er³⁺。通过改变泵浦功率来研究LuF₃∶Yb³⁺,Er³⁺荧光粉UC发光机制。通过980 nm二极管激光器在293~573 K的范围内研究了在523和539 nm处的2个绿光UC发射带的荧光强度比（FIR）的温度依赖性,发现在490 K得到最大灵敏度约为15.3×10^-4 K^-1。这表明LuF₃∶Yb³⁺,Er³⁺荧光体可应用于具有高灵敏度的光学温度传感器。     

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。     

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.     

共掺Tm~(3+)离子对CaAlSiN_3∶Eu~(2+)红色荧光粉发光性能的影响

通过高温固相法,合成了Eu~(2+)单掺和Eu~(2+)、Tm~(3+)共掺CaAlSiN_3荧光粉。结合荧光光谱、余辉发射光谱和余辉衰减曲线及热释发光等测试手段对其进行了表征分析。结果表明,CaAlSiN_3∶Eu~(2+)具有主峰位于630 nm的明显的红色长余辉发光;共掺杂Tm~(3+)离子的引入,产生了654和800 nm的荧光和余辉,同时,Tm~(3+)的共掺,使CaAlSiN_3∶0.1%Eu~(2+),Tm~(3+)样品位于89.0℃热释光峰位消失,表明Tm~(3+)共掺杂改变了CaAlSiN_3∶Eu~(2+)荧光粉中的陷阱能级及其分布,从而减弱了CaAlSiN_3∶Eu~(2+)的630 nm红色可见光部分余辉发光性能。     

红色荧光粉CePO4-6LaPO4@4SiO2:Eu3+的发光特性

采用溶胶凝胶-高温固相法制备CePO₄-6LaPO₄@4SiO₂∶Eu³⁺荧光粉,通过XRD、TEM、EDS、IR以及激发光谱和发射光谱对荧光粉的结构和发光性能进行了表征。XRD和EDS结果证明了目标产物,其由晶态的LaPO₄、CePO₄和非晶态的SiO₂构成;TEM图显示样品形貌为不规则形状,并且显示CePO₄-6LaPO₄@4SiO₂∶Eu³⁺荧光粉形成核壳结构;HRTEM图可以清楚地看出晶格条纹的形成;IR谱图显示结果与XRD和EDS的分析结果一致;荧光光谱图显示：在466 nm激发下,CePO₄-6LaPO₄@4SiO₂∶Eu³⁺荧光粉在615 nm处出现属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂跃迁的强烈红光发射。     

以粉煤灰为原料合成Eu3+掺杂的铝硅酸钠发光材料

以粉煤灰为原料,采用固相法合成了Eu3+掺杂的铝硅酸钠发光材料。利用粉末X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热分析技术(TG-DSC)、荧光光谱仪(PL)等对合成的样品进行表征,并与以分析纯的SiO2和Al2O3为原料得到的样品进行比较。结果表明:由不同的起始原料制备的NaAlSiO4:Eu3+均具有六方相结构;两种样品的形貌均不太规则,由许多小的球形颗粒和块状团聚体组成;由不同原料得到样品的TG-DSC曲线的变化趋势大致相同;在254及395 nm的紫外光激发下,均表现出Eu3+的特征发射。该研究为提高粉煤灰综合利用率、促进资源循环利用、减少其对环境的污染提供了一种新的思路。     

具有磁性-多色发光-热性能的MWCNTs负载NaGdF4:Tb3+,Eu3+多功能复合纳米材料

采用液相法成功制备了MWCNTs负载NaGdF₄:Tb³⁺,Eu³⁺纳米粒子的磁光热多功能复合纳米材料,并用XRD,SEM和EDS对其结构、组成和形貌进行了表征,结果表明:NaGdF₄:Tb³⁺,Eu³⁺纳米粒子为六方晶相,形貌为球形且尺寸分布均匀,直径大约为25 nm,并且均匀的包覆在MWCNTs的表面;通过PL,VSM和HTC对复合纳米材料的发光性能,磁性能和光热转换性能进行了表征,采用MTT法对多功能复合纳米材料的生物相容性进行了评估,结果表明:MWCNTs-NaGdF₄:Tb³⁺,Eu³⁺复合纳米材料具有良好的多色发光性能、磁性能、光热转换性能、低的毒性和良好的生物相容性。该种磁光热多功能复合纳米材料在生物标记、生物成像、肿瘤诊疗等领域有着广泛的应用前景。     

Ag@YF3:Eu3+核壳结构纳米材料的制备与性能研究

采用乙二醇法制备了单质Ag纳米粒子,并通过直接沉淀法合成了均匀球形的Ag@YF3∶Eu3+核壳结构复合纳米发光粒子,对产物的结构和性能进行了表征。XRD分析表明:Ag表面包覆上了结晶良好的正交晶系的YF3∶Eu3+。TEM照片表明:所得的纳米复合粒子具有明显的核壳结构和均匀的球形,中间Ag粒子的尺寸在80~100 nm之间,Ag@YF3∶Eu3+的粒径尺寸约为150~180 nm,表面粗糙且包覆完全。电子衍射表明复合样品为多晶。荧光光谱表明:该纳米复合粒子具有良好的发光性,以593 nm附近的5D0→7F1磁偶极跃迁为最强发射峰,但是比纯的YF3∶Eu3+的发光强度要弱,其荧光寿命有所增强,这表明Ag纳米粒子对外层的YF3∶Eu3+的发光有猝灭作用。     

Gd2O3:Er3+上转换发光粉在染料敏化太阳电池中的应用

采用沉淀-煅烧法制备了Gd₂O₃:Er³⁺上转换发光粉,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱和荧光光谱对其进行了表征,并利用该发光粉具有上转换发光的特性将其应用于染料敏化太阳电池(DSSC)。结果表明,管状Gd₂O₃:Er³⁺上转换发光粉可增加电池对太阳光的吸收范围和吸收效率,提高电池的光电流和光电压。研究了掺杂量对电池性能的影响,当掺杂量为5wt%时,光电转换效率从5.93%升高到7.55%,提高约27%。     

Synthesis, structure and VUV luminescent properties of rubidium rare-earth fluorides

RbF-LnF₃ (Ln=rare earth) systems were synthesized by hydrothermal technique. Under the hydrothermal condition, the light rare-earth elements form LnF₃ (Ln=La-Nd), while the heavy ones form RbLn₂F₇ (Ln=Y, Er, Yb and Lu) with the RbEr₂F₇ structure type. RbLn₃F₁₀ compounds were found for the in-between rare-earth cations (Ln=Eu-Tm and Y), which crystallize exclusively in the cubic γ-KYb₃F₁₀-type structure. The luminescent properties under vacuum ultraviolet light were studied for the Eu³⁺-doped RbLn₃F₁₀ (Ln=Y, Gd) and a high quantum efficiency of about 150% was observed for RbGd₃F₁₀:Eu³⁺.