不同方法制备的ZnO∶Eu3+及其发光性质的研究

分别利用高温固相法、共沉淀法以及燃烧法合成了六方晶系纤锌矿结构的ZnO∶ Eu3+荧光粉,探讨了近紫外光激发下不同方法获得样品的发光性质.当监测Eu3+610 nm发射时,观测到200 ～ 250 nm和370 nm两处宽带,分别对应于Eu-O电荷迁移和ZnO.在近紫外光激发下,这些粉体材料都具有来自Eu3+的5D0-7Fj组态内跃迁线状发射以及与基质缺陷相关的宽带发射.比较不同的合成方法的样品发光,发现不同合成方法能量传递效率不同.固相法合成的材料ZnO∶ Eu3+中引入Li+有利于ZnO向稀土Eu3的能量传递的进行.由于在近紫外区的有效吸收,此材料在近紫外激发发光二极管的应用上良好前景.     

Eu3+掺杂对Ba2Mg(BO3)2∶Eu3+荧光粉基质晶格及发光性质的影响

系统研究了Ba2Mg(BO3)2∶Eu3荧光粉的高温固相法制备工艺条件,发现在900 ℃C下保温3h制得的样品的发光性能最好.研究了Eu3掺杂浓度对基质晶格环境和发光性质的影响,当Eu3+浓度较低时,荧光粉在594 nm的发射峰强度最大,随着Eu3掺杂浓度的增加,Eu3+偏离对称中心的程度越来越大,当Eu3浓度超过3at;时,荧光粉在613 nm的发射峰强度开始急剧增强,浓度达到3.5at;时,613 nm的发射开始占主导,这是由于晶体结构的扭曲程度导致晶格对称性发生了较大的改变,释放了更多禁戒的5 D0 →7F2电偶极跃迁.制备的橙色荧光粉可以被近紫外InGaN芯片有效激发,应用于白光LED.     

微波辅助溶胶-凝胶法合成红色发光材料NaLa(MoO4)2∶Eu3+及其发光性能研究

以柠檬酸为络合剂,采用微波辅助溶胶-凝胶法制备了红色荧光粉NaLa(MoO4)2∶Eu3+,运用热重-差热分析仪、红外光谱、X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计等对样品进行了分析和表征.结果表明:前驱体经700 ～900℃焙烧均能得到目标产物NaLa(Mo04) 2∶Eu3+,且具有四方晶系白钨矿结构;样品由尺寸约1～3μm类球形小颗粒组成.激发光谱在250～350 nm处有一宽的吸收带,峰值位于290 nm,属于Mo-O,Eu-O的电荷迁移带;350～ 500 nm范围内的系列尖峰是由Eu3+的4f-4f跃迁所致;发射光谱由一系列发射峰组成,主峰位于616nm处,属于5Do→+7F2电偶极跃迁发射.同时研究了焙烧温度和时间、柠檬酸和乙二醇的摩尔比,以及助熔剂等对样品发光性能的影响.     

白光LED用Ca0.5-xWO4∶Eu0.253+Li0.25+Srx2+红色荧光粉的合成及发光性能研究

采用溶胶-凝胶燃烧法合成了不同Sr2+掺杂浓度的Ca0.5-xWO4∶Eu0.253+Li0.25+Srx2+(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25)红色荧光粉,分别采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光分光光度计对荧光粉的结构、微观形貌和发光特性进行表征.结果表明,在500℃低温下煅烧4h可得到纯白钨矿结构的Ca05WO4∶Eu0.253+Li0.25+荧光粉,且荧光粉的颗粒随着煅烧温度的升高而增大,800℃合成的晶粒尺寸比较均匀,平均粒径在1～2 μm左右.Ca0.5-xWO4∶Eu0.253+Li0.25+Srx2+系列荧光粉均可以被393 nm和464 nm有效激发,其发射主峰值位于615 nm,属于Eu3的5D0→7F2跃迁.同时还系统研究了Sr2+的不同掺杂浓度对荧光粉发光性能的影响.Ca05-xWO4∶Eu0.253+Li0.25+Srx2+荧光粉中Sr2+的最佳掺杂浓度为x取0.15.     

Tb3+掺杂BaO-3SiO2发光材料的制备与发光性质

采用溶胶-凝胶法在室温下制备了稀土Tb3+掺杂的以BaO-3SiO2为基质的发光材料,通过DTA-TG、IR、XRD、SEM、激发和发射光谱图对材料的结构和发光性能进行了研究.DTA-TG测试表明,615℃时材料发生晶型转变;IR光谱显示,材料除形成Si-O-Si键外,主要形成Ba-O-Si和Ba-O键;XRD进一步测试证明,主要形成BaSiO3晶体结构.SEM显示,晶体呈四面体和多面体颗粒结构.激发和发射光谱图显示,Tb3+在BaO-3SiO2基质中的掺杂量为2.50mol;,退火温度为800℃,即材料主要以BaSiO3晶体存在时发光最好.即在544nm监测波长下,测得的最佳激发波长为紫外光248 nm,即在248 nm光激发下,材料发射强度高、单色性好的绿光.     

NaY(Mo/WO4)2∶Eu3+红色荧光粉的合成和发光性能

利用固相法合成了Eu3+掺杂的NaY(Mo/WO4)2红色荧光粉,并用对所获得的样品进行了XRD和激发-发射光谱表征.研究发现随着Eu3+掺杂量逐渐增加,发光强度随之变化.当Eu3掺杂浓度为30mo1;,荧光粉具有最强的发光强度.荧光粉能被395 nm波长紫外光有效激发,发射光谱主要体现为Eu3+的5 D0→7F2电偶极跃迁的红光发射,因此适合于解决白光LED缺乏红光成分而导致的显色性差问题.研究发现适量的W6+取代Mo6+,不但可以提高荧光粉的发光强度,而且有利于改善材料的色纯度.W6的最佳掺杂浓度为10at;.在395 nm激发下,NaY(Mo0.9W0.1O4)2∶Eu3+荧光粉的色度坐标为(0.666,0.331),优于传统商业红色荧光粉Y2O2S:Eu3+.     

SiO2@Gd2O3∶Tb3+核壳微球的可控合成及发光性能研究

采用简便的尿素辅助沉淀法将Gd2O3∶Tb3+成功包覆在二氧化硅微球表面合成了尺寸均匀的球形SiO2@Gd2O3∶Tb3核壳发光材料,解决了稀土发光材料普遍存在的形貌可控性差和颗粒尺寸不均一等问题.利用XRD、SEM、红外光谱和荧光光谱等表征测试了样品的形貌、结构和发光性能.SEM照片和尺寸分布图显示,SiO2@Gd2O3∶Tb3+粒子呈现均匀球形形貌,分散性良好,粒径约(608 +18) nm.XRD图谱分析表明,600℃煅烧后,壳层Gd(OH)3CO3完全转变为立方相Gd2O3,结晶性良好,无杂相生成.同时,结合红外光谱推测了SiO2@Gd2O3∶Tb3核壳微球的形成机理,并得出Gd2O3∶Tb3+壳层主要以Si-O-Gd键形式连接在二氧化硅微球表面.在240 nm紫外光激发下,SiO2@Gd2O3∶Tb3核壳微球呈现绿光发射,其中,位于540 nm处的主峰归属于Tb3+的5D4→7F5能级跃迁.不同Tb3掺杂浓度下的发射光谱表明,当Tb3+掺杂浓度为4mol;时,SiO2@Gd2O3∶Tb3+核壳微球的发射强度达到最大值,寿命为1.55 ms,色坐标位于绿色区域,展现了良好的绿光发光性能.     

溶胶-凝胶法制备Li2ZnSiO4∶Sm3+红色荧光粉

采用溶胶-凝胶法合成Li2ZnSiO4∶Sm3+红色荧光粉,并对其发光性质进行了研究.结果表明:所得样品为正方晶系,呈柱状颗粒.用566 nm、604 nm和651 nm作为监控波长,激发峰位置和形状并未发生改变,但峰的强度有所差别.激发主峰位于408 nm(6H5/2→4 L13/2)处.在408 nm激发下,样品的发射光谱由四个荧光发射峰构成,分别位于566 nm、604 nm、651 nm和710 nm,对应于Sm3+特征跃迁4 G5/2→6HJ(J=5/2,7/2,9/2,11/2),发射主峰为604nm,是一种适用于白光LED的红色荧光粉,当Sm3+的掺杂浓度为2.5;,发光强度最大.     

SrCO3∶Eu2+荧光粉的制备及其发光性能研究

首先采用微波辅助共沉淀制备SrCO.∶Eu3+前驱物,然后高温还原得到SrCO3∶Eu2+样品.通过X射线衍射仪(XRD)和荧光光度仪分析样品的结构和发光性能,确定样品的最佳煅烧温度为1100℃,助熔剂硼酸的最佳用量为15;.研究表明,样品的激发图谱由220 ～ 320 nm和400 ～580 nm两个宽带光谱组成;发射图谱位于550～700 nm宽带吸收峰,其特征发射峰值位于610 nm(λex =475 nm),属于红色发光.这种宽带激发和发射的碳酸锶基质的稀土荧光粉可望用于制造荧光玻璃.     

近紫外激发的Na2ZnSiO4∶Sm3+橙红色荧光粉的合成及发光性能

采用溶胶-凝胶法制备了适合于近紫外激发的橙红色荧光粉Na2 ZnSiO4∶Sm3+,利用X射线衍射、扫描电镜、荧光光谱对样品的相结构、形貌及发光性能进行了表征.结果表明:制得的样品属于单斜晶系,粒径约为2 μm.样品的激发光谱在330 ～ 550 nm间呈多峰分布.在404 nm近紫外光激发下,发射光谱由峰值为566 nm,604 nm和650 nm的3个峰构成,发射主峰位于604 nm处,对应Sm3+的4 G5/2→6H7/2跃迁,呈橙红光发射.当Sm3+的掺量为3;时,其发光强度达到最大,随后减小,是由电偶极-电偶极相互作用引起的浓度猝灭.     

BaMgAl10O17∶Eu3+红色荧光粉的合成及其发光性能

采用助熔剂固相合成法,合成了BaMgAl10O17∶Eu3+荧光粉,并分析了材料的光学性能,研究了助熔剂对合成温度、晶体结构和发光性能的影响.结果表明,制备的BaMgAl10O17∶Eu3+属于六方晶系.助熔剂固相法合成温度比传统高温固相法合成温度降低了300℃.BaMgAl10O17∶Eu3+荧光粉能被394 nm的紫外光有效激发,其发射主峰位于612 nm,属于占据非对称中心格位Eu3+的5D0→7F2的电偶极(ED)跃迁.在394 nm激发下,BaMgA110O17∶Eu3+荧光粉的色度坐标为(0.655,0.345),这说明助熔剂固相法合成的样品的色纯度较高,光色为橙红色.     

表面活性剂对水热合成Gd2O3∶Eu3+性能的影响

以碳酸氢铵作为沉淀剂,分别以聚乙二醇-1000(PEG-1000)、十二烷基磺酸钠(DSASS)、十六烷基三甲基溴化铵( CTAB)、乙二醇(EG)为表面活性剂,采用水热法制得了棒状Gd2O3∶ Eu3+微晶.用XRD、SEM、荧光光谱仪等分别对样品的物相结构、微观形貌和发光性能进行了研究.结果表明:采用不同的表面活性剂所得前驱物经800℃下焙烧均得到了纯立方相的Gd2 O3∶Eu3+微晶,颗粒基本呈棒状,分散性较好,但长径比不同.以PEG-1000为表面活性剂所得样品尺寸不均一,尺寸分布范围较宽;以DSASS、CTAB、EG为表面活性剂所得样品直径较小、长度较短,且尺寸分布范围较窄.棒状Gd2O3∶Eu3+微晶主发射峰位置均在613 nm,属于5D0→7F2跃迁,呈红光发射;激发光谱中电荷迁移态发生了红移,主激发峰位于261nm.表面活性剂种类对发射峰和激发峰强度影响较大,由强到弱的顺序为:PEG-1000＞ DSASS＞ CTAB＞ EG.     

不同晶体结构Gd2(MoO4)3:Eu3+荧光粉的合成及其发光性能研究

采用溶胶凝胶-燃烧法,柠檬酸为络合剂合成出系列Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究.XRD分析表明:稀土离子与柠檬酸为1:0.5时,800℃热处理获得单斜结构的Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉.单斜结构的Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉到正交结构的Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉的转换可以通过改变稀土离子与柠檬酸摩尔比和热处理温度等合成条件实现.Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉的形貌受合成条件的影响.荧光光谱研究表明:Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉的主发射峰位于616 nm处来自于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁.正交结构的Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉发射强度明显高于单斜结构的荧光粉.计算⁵D₀→⁷F₂与⁵D₀→⁷F₁跃迁发射的相对强度比值表明:正交结构的Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺中Eu³⁺局域环境的对称性较高。     

近紫外白光LED用KBa2(NbO3)5∶Eu3+红色荧光粉的合成与发光性能

采用高温固相法制备了稀土离子Eu3+掺杂KBa2(NbO3)5(KBN)新型红色荧光粉,用X射线衍射谱(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱(PL)对其晶体结构和发光性能进行了表征.XRD表明KBa2(NbO3)5的晶体结构没有随着Eu3+掺杂量的改变而改变,随着Eu3+掺杂量的增加,各衍射峰的位置向高衍射角偏移;SEM表明荧光粉样品晶体发育较好;荧光光谱表明Eu3+掺杂KBa2(NbO3)5荧光粉在398 nm有最强激发峰,发射光谱的最强峰随Eu3+浓度增加从593 nm(5 D0→7F1)变为613 nm(5D0→7F2).当Eu3+的掺杂摩尔分数x在0.1 ～0.5范围内时,发光强度和红光色纯度随着Eu3的浓度增加而增加,无浓度猝灭现象出现.     

微波辐射法快速合成CaMoO4∶Eu3+红色荧光粉及其性质研究

以二氧化锰为微波吸收剂,采用微波辐射法成功合成了CaMoO4∶Eu3+红色发光材料.用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、荧光分光光度计分别对样品的物相结构、形貌和发光性质进行了分析和表征.结果表明:所合成的CaMoO4∶Eu3+晶体结构与CaMoO4相似,属四方晶系结构;样品大颗粒呈立方形,尺寸约4～8 μm,是由200 ～ 300nm的类球形颗粒组装而成.样品的激发光谱由位于200 ～ 350 nm的一个宽带和350 ～ 500 nm的一系列尖峰组成,最大激发峰位于305 nm处;发射光谱由位于550 ～750 nm的一系列尖峰组成,最强的发射峰位于617 nm处,归属于Eu3+的5D0→7F2跃迁.当反应时间为40 min,微波功率为中高火,电荷补偿剂Li+的掺杂量为8mol;时,样品的发光强度最大,约为未掺杂电荷补偿剂样品的4倍.     

荧光标记用Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+纳米发光材料的研究

通过水热共沉淀法制备了Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+纳米发光材料并对其进行表面修饰,研究了添加不同金属络合剂对样品粒径、分散性、发光性能的影响及表面修饰后样品的性能.通过X射线衍射分析,激发发射光谱及余辉性能测试研究了不同金属络合剂对Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+结晶性能、发光性能的影响,通过SEM和TEM图分析研究了不同金属络合剂对颗粒粒径、分散性的影响,结果表明添加EDTA时样品结晶与发光性能良好且粒径为50～ 200 nm,为制备Sr2 MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+纳米发光颗粒的最佳添加剂.此外,将样品进行表面修饰后,通过红外光谱、Zeta电势分析研究了其官能团的连接情况和电势大小,通过纳米粒度分析、SEM和TEM图谱分析研究了表面修饰后样品的粒径分布、形貌以及核壳结构,结果表明样品表面修饰后成功包裹了SiO2壳层,并通过悬浮测试证明了SiO2包覆后的长余辉纳米粒子悬浮性能良好.     

烧结温度对红色长余辉发光材料Ca0.8Zno.2TiO3∶ Pr3+,Na+性能的影响

采用溶胶凝胶燃烧法合成了Ca0.8Zn0.2TiO3∶Pr3+,Na+纳米红色长余辉发光材料,利用XRD、SEM、荧光分光光度计、热释光谱仪和照度计研究了烧结温度对样品物相、形貌以及发光性能的影响.结果表明:煅烧温度为600℃时生成了CaTiO3相,当烧结温度大于700℃时,出现了Zn2TiO4相;随煅烧温度的升高,样品的晶粒逐渐变大,平均晶粒尺寸均小于100nm;不同温度下样品的激发峰位于328nm,发射峰位于613 nm,归属于P,+的1D2-3 H4跃迁;当烧结温度为800℃时,样品的初始亮度和余辉时间最佳,其分别为2000 mcd/m2和10 min(≥1mcd/m2).     

单一基质Na2Ca3Si2O8∶Tb3+,Eu3+荧光粉发光性质和能量传递的研究

通过传统的高温固相法成功的制得了一系列紫外激发的硅酸盐荧光粉Na2 Ca3 Si2O8∶Tb3+,Eu3+.X射线衍射(XRD)研究表明所制得的荧光粉为纯相.在Na2Ca3Si2O8∶Tb3+,yEu3+荧光粉体系中,随着Eu3+的掺杂浓度增大,发射光谱中Tb3的特征峰发光强度降低而Eu3+的不断升高,并且荧光寿命不断减小,说明了Tb3+和Eu3之间能量传递方式是交换相互作用,能量传递效率(ET)达到了15.8;.此外,通过CIE色坐标观察到,随着Eu3+浓度的增加,样品从绿色变成黄色,最终变成红色.由于它多彩的颜色变化,所以它是一种用于制作多彩LED的良好材料.     

花状NaLa(MoO4)2∶Eu3+,M(M=Gd3+,Ti4+)红色荧光粉的水热合成及发光性能

以乙二醇和水的混合溶液为溶剂,采用水热法合成了花状的NaLa(MoO4)2∶Eu3+红色荧光粉.通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光分光光度计等手段对产物进行了分析和表征.结果表明:产物NaLa(MoO4)2∶Eu3+属于四方晶系白钨矿结构.样品分散性好,粒度均匀,呈花状结构.样品的激发光谱分为两部分:位于250～350 nm的宽激发带归属于Eu-O,Mo-O之间的电荷迁移;350～500 nm的系列尖锐峰归属于Eu3+的f-f跃迁.样品的发射光谱中主发射峰位于615 nm处,归属于Eu3的5 Do→7R电偶极跃迁.此外,共掺杂适量的Gd3+或Ti4能够有效敏化Eu3+的发光,明显增强了615 nm的红光发射.     

Eu3+掺杂的片状LiAl5O8的合成及发光性能

采用溶胶凝胶法制备了LiAl5O8:Eu3+红色发光材料.用XRD、SEM、FL分析表征了样品的结构、形貌及发光性能.研究了助熔剂H3BO3对其发光性能的影响.结果表明:样品为具有立方晶系结构的LiAl5O8晶型,呈片状结构;在波长247 nm的紫外光激发下,样品发红光,发射主峰为613 nm,对应于Eu3+的5D0→7F2跃迁.其发光强度随着H3BO3加入量的增加先增强,后减弱,当加入H3BO3量为1.0 mol;时,发光强度最大.