Ce3+激活的焦硅酸钆钠荧光粉的VUV-VIS发光特性

高温固相法合成了Na3Gd1-xCexSi2O7系列荧光粉。利用Na3LuSi2O7结构模型,通过Rietveld方法精修了Na3GdSi2O7晶体结构,结果表明,Na3GdSi2O7属于六方晶系,P63/m点群,晶格参数a=b=947.79(1)pm,c=1387.48(3)pm,c/a=1.4639。Na3GdSi2O7体系中存在Gd3+(1)和Gd3+(2)两个格位。Gd3+(1)离子位于Wyck.4f格位,为扭曲八面体结构。Gd3+(2)离子位于Wyck.2a格位,具有正三棱柱构型。进一步考察了Na3Gd1-xCexSi2O7荧光粉的真空紫外-紫外-可见发光光谱,讨论并指认了Ce3+在上述两个格位中的激发带位置及能级重心。发射光谱曲线分别由两个～400 nm和～508 nm宽带发射构成,随着Ce3+浓度增加,短波～400 nm发射逐渐增强。     

Ce3+,Tb3+,Eu3+共掺杂Sr2MgSi2O7体系的白色发光和能量传递机理

通过正交试验,采用高温固相法制备了Sr2-x-y-zMgSi2O7∶xCe3+,yTb3+,zEu3+系列样品.使用X射线衍射仪和荧光光谱仪表征了样品的物相和发光性质,并讨论了Ce3+-Tb3+-Eu3+共掺杂Sr2MgSi2O7体系中的能量传递过程.实验结果表明,在327 nm波长激发下,所合成荧光粉的发射峰主要位于387 nm(蓝紫)、542nm(绿)和611 nm(红)处;分别以387,542和611 nm为监控波长,所得激发光谱显示荧光粉在327 nm处有最好的激发.在327 nm光激发下,系列样品发光进入白光区.最优化的荧光粉为Sr1.91MgSi2O7∶0.01Ce3+,0.05Tb3+,0.03Eu3+,其色坐标为(0.337,0.313),是一种潜在的发光二极管(LED)用白色荧光粉.     

稀土Ce3+对盐胁迫下螺旋藻生理特性的影响

以非洲乍得湖钝顶螺旋藻为实验材料,在0.3 mol.L-1NaCl胁迫下,通过生理学方法研究了不同浓度Ce3+对螺旋藻生长的影响。结果表明:Ce3+浓度在8.104～16.208μmol.L-1之间时,促进了螺旋藻的生长以及叶绿素a的合成;Ce3+浓度在16.208～48.62μmol.L-1之间时,促进可溶性蛋白的合成;Ce3+浓度为8.104μmol.L-1时藻体MDA含量最高,之后MDA含量随着Ce3+处理浓度的增加逐步降低。这说明Ce3+在一定的浓度范围内可减轻NaCl对螺旋藻的胁迫作用,促进螺旋藻可溶性蛋白和叶绿素a的积累,降低藻细胞MDA的浓度,高浓度Ce3+则会与NaCl协同、抑制螺旋藻的生长。     

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。     

白光LED用黄色荧光粉Ba(Y1-0.5x-yAly)2S4:xHo3+的合成和发光特性

采用高温固相法合成了Ba(Y1-0.5x-yAly)2S4:xHo3+系列荧光粉。在465 nm蓝光激发下,荧光粉的发射光谱呈多谱带发射,主峰位于492、543和661 nm处,分别对应于Ho3+的5F3→5I8,(5S2,5F4)→5I8和5F5→5I8跃迁发射。研究了Ho3+和Al3+掺杂量对BaY2S4:Ho3+发光性能的影响。结果表明,随着Ho3+掺杂量的逐渐增大,荧光粉的发光颜色由绿色逐渐向红色转变;适量Al3+取代Y3+可以提高BaY2S4:Ho3+荧光粉的发光强度。荧光粉Ba(Y0.665Al0.3)2S4:0.07Ho3+在蓝光(465 nm)激发下发射黄光,是一种潜在的白光LED用黄色荧光粉。     

Eu3+掺杂的LaBO3荧光粉制备及发光性能

采用水热法合成前驱体,后经热处理方式制备不同晶相的LaBO3∶Eu^3+荧光粉。通过X射线衍射(XRD)、电子扫描电镜(SEM)、红外光谱和荧光光谱对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。并研究了硼酸用量、热处理温度及初始溶液pH等对晶相结构和发光性能的影响。XRD研究结果表明:合成样品具有单斜结构、正交结构及单斜和正交两相混合结构。适当的硼酸用量、较高的热处理温度及较高的初始溶液pH值易于获得正交结构的荧光粉。红外光谱显示:pH值和硼酸用量影响前驱体成分,热处理温度影响晶相的转变。SEM结果显示:LaBO3∶Eu^3+荧光粉的晶粒尺寸随着pH值的增加逐渐减小,与XRD计算结果相一致。荧光光谱结果表明:正交结构的LaBO3∶Eu^3+发光粉具有较高的紫外吸收和较为纯正的红色发射强度。     

磷灰石结构荧光粉Ba10(PO4)6F2:Ce3+,Tb3+的合成、发光和能量传递

采用高温固相法合成了系列Ce~(3+)和Ce~(3+)/Tb~(3+)激活的具有磷灰石结构荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、激发和发射(PLE和PL)光谱对样品进行了表征分析。研究结果表明:所合成的荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2∶Ce~(3+),Tb~(3+)具有氟磷灰石结构,样品微观呈现不规则形貌。荧光粉Ba10-x(PO4)6F2∶x Ce~(3+)的相对发射强度随着x增加而增强,当x=0.09时,荧光强度达到最大。荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2∶Ce~(3+),Tb~(3+)的激发光谱为240～330 nm的宽带,发射光谱呈现出Ce~(3+)的5d→4f跃迁紫外光(335和358 nm)发射和Tb~(3+)的4f→4f跃迁绿光(542 nm)发射。光谱特性表明,发光过程中存在Ce~(3+)→Tb~(3+)能量传递,能量传递效率可以达到60%。计算Ce~(3+)和Tb~(3+)的临界距离为0.79 nm,能量传递机理是偶极-偶极交互作用。此外,详细论述了Ce~(3+)和Tb~(3+)之间的能量传递和发光的过程。通过调节Tb~(3+)的掺杂浓度,对荧光粉发光色坐标与Tb~(3+)的掺杂浓度之间的关系也进行了研究,随着Tb~(3+)的掺杂量从0增加0.52,荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2∶Ce~(3+),Tb~(3+)的发射光谱色坐标可以从(0.149 4,0.045 1)蓝色区变化到(0.280 1,0.585 3)绿色区。     

锂-6玻璃闪烁体中Gd3+-Ce3+能量转移对发光性能的影响

研究了锂-6玻璃闪烁体中Gd3+引入对其发光性能的影响,结果表明:锂-6玻璃闪烁中Gd3+的引入存在Gd3+→Ce3+能量转移机制,有利于提高玻璃闪烁体的发光强度,Gd3+的引入同时提高了玻璃闪烁体的光碱度,使发射波长产生了相应的红移,Stokes位移变大;Gd3+在锂-6玻璃闪烁中较佳掺杂范围在15%左右,过高会产生相应的浓度淬灭效应,反而不利于玻璃闪烁体的发光。     

NaBaPO_4:Tb~(3+)绿色荧光粉制备及其发光特性

采用高温固相法合成了NaBaPO4:Tb3+绿色荧光粉,并研究了材料的发光性质.NaBaPO4:Tb3+材料呈多峰发射,发射峰位于437、490、543、587和624nm,分别对应Tb3+的5D3→7F4和5D4→7FJ=6,5,4,3跃迁发射,主峰为543nm;监测543nm发射峰,所得激发光谱由4f75d1宽带吸收(200-330nm)和4f-4f电子吸收(330-400nm)组成,主峰为380nm.研究了Tb3+掺杂浓度,电荷补偿剂Li+、Na+、K+和Cl-,及敏化剂Ce3+对NaBaPO4: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.     

Sb,Bi,Zr,Si元素微量掺杂对荧光粉YAG：Ce发光性能的影响

采用高温固相法分别合成了Sb3+,Bi3+,Zr4+,Si4+共掺杂的YAG∶Ce黄色荧光粉。研究了YAG∶Ce黄色荧光粉的发光强度随元素种类以及微量掺杂浓度的变化情况及相关机理。结果显示,随着元素Sb3+,Bi3+,Zr4+,Si4+掺杂浓度的增加,发射峰强度均表现出先增大后减小的趋势。Sb3+,Bi3+与Ce3+之间存在多极子相互作用和辐射再吸收的能量传递及晶格修复作用,当Sb3+,Bi3+掺杂浓度分别为0.5和0.1 mmol时发射峰强度达到最大值,分别提高了35.5%和44.8%。在YAG∶Ce中由于Zr4+,Si4+的电荷补偿作用,促进Ce4+→Ce3+的转化,从而提高了YAG∶Ce的发光强度。Zr4+,Si4+掺杂浓度分别在0.3和7 mmol时达到最大值,分别提高了27.4%和31.2%。由荧光粉颗粒形貌可知,Sb3+,Bi3+,Zr4+,Si4+元素的微量掺杂能促使晶粒长大,并且近似球型,导致发光强度有明显的提高。     

近紫外LED用绿色荧光粉Ba0.11Sr2.89-2x-2yCexTbyNax+yAlO4F发光特性及Ce3+→Tb3+之间能量传递

高温固相法合成Ba0.11Sr2.89-2x-2yCexTbyNax+yAlO4F荧光粉,并用X射线衍射(XRD)、荧光光谱(PL)测定分析了其晶体结构及光谱性质。结果表明:当Tb3+掺杂量x=0.07时,发光强度最高,发射主峰位于545 nm,并进一步研究了Ce3+,Tb3+共掺的样品中Ce3+→Tb3+能量传递过程。其次,测试由近紫外LED(~380 nm)和三基色荧光粉(Ba0.11Sr2.89Ce0.01Tb0.07Na0.08AlO4F,BAM and Sr2Si5N8:Eu2+)封装的白光LED光电性能,其色品坐标(x=0.3223,y=0.3408),色温5500 K,显色指数为86.26。因此,Ba0.11Sr2.89-2x-2yCexTbyNax+yAlO4F可作为一种潜在的适用于近紫外LED激发的荧光材料。     

Sr2.975-xCaxAlO4F:Ce0.0253+荧光粉的制备及发光性能研究

采用高温固相法制备了Sr2.975-xCaxAlO4F:Ce30.+025(0≤x≤1.0)发光材料,通过X射线衍射、荧光光谱测试分析,研究了Ca2+掺杂对晶体结构和发光性能的影响。XRD测试表明Ca2+的掺入并没有改变基质晶格的结构类型,且在Sr3AlO4F基质中固溶极限不超过x=0.9。荧光光谱分析表明,Ca2+掺入后能有效提高发光强度,使激发光谱宽化和发射光谱红移,在Ca2+掺入量为x=0.4时发射强度最高。考察了Sr3-xCaxAlO4F:Ce3+(x=0,x=0.4)在不同Ce3+浓度的发射强度与峰值波长,发现Ca2+掺杂量由x=0增加至x=0.4时,对应的Ce3+的猝灭浓度由0.01降低至0.0025,并且Ce3+的猝灭机制为电偶极-电偶极相互作用。     

Cr3+掺杂的宽带近红外荧光粉研究进展

荧光转换型近红外发光二极管(NIR pc-LED)具有体积小、谱带宽和峰位易调谐等优点,是新一代NIR光源发展的前沿,其关键在于研发可被蓝光有效激发的高效率宽带近红外荧光粉。面向广泛研究的Cr³⁺激活近红外发光材料,本文综述了发射峰在800～900 nm波段材料发展现状。基于磷酸盐、硼酸盐和硅锗酸盐等体系,阐述了其结构特征与近红外发光峰位、谱带宽度的关系,以及采用工艺优化、组分调节和共掺杂等方法调控近红外发光效率、热稳定性能的效果。     

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。     

Yb3+/Tm3+共掺杂的钨酸镉纳米晶发光性能的研究

本文采用水热法制备了稀土离子Yb3+/Tm3+共掺杂的钨酸镉纳米晶。运用X-射线粉末衍射、场发射环境扫描电子显微镜和光谱分析对制备的样品的结构和发光性能进行了表征。根据XRD图谱可知,钨酸镉为单斜晶系,晶粒平均尺寸在28 nm左右。从ESEM图片可明显看出,钨酸镉呈纳米棒结构,直径在30 nm左右,长径比在5~8之间。利用980 nm半导体激光器激发钨酸镉纳米晶得到样品的发射光谱,存在一个较强的蓝光发射,发光峰位于481 nm,对应于Tm3+的1G4→3H6能级的跃迁,分析了Tm3+/Yb3+离子共掺体系的发光机制。讨论了发光强度随稀土离子浓度的变化,当Tm3+离子的掺杂浓度在2mol%,Yb3+/Tm3+物质的量浓度比cTm3+/cYb3+=10时钨酸镉纳米晶的发光强度最强。根据泵浦功率与发光强度之间的关系,可知处于481 nm的蓝光发射属于三光子过程,由发光强度与掺杂浓度之间的双对数衰减曲线可知,引起蓝光发射源于Tm3+的电偶极跃迁。     

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.     

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.     

Sr2MgSi2O7∶Tb3+，Li+荧光粉的合成和发光机理

采用高温固相法合成Sr2-mMg1-nSi2O7∶mTb3+,nLi+(m=0.03~0.50,n=m)系列荧光粉。使用X射线衍射仪和荧光光谱仪对样品的物相和发光性质进行了表征。在377 nm紫外光激发下,荧光粉的发射光谱呈多谱带发射,主峰位于490 nm,542 nm,590 nm和613 nm处,分别对应于Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)跃迁发射。调节Tb3+离子掺杂浓度,可实现荧光粉的发光颜色从蓝到白、黄、绿的可调发射;名义组成为Sr1.95Mg0.95Si2O7∶0.05Tb3+,0.05Li+的荧光粉在紫外光(377 nm)激发下发白光,其色坐标(0.322,0.317)接近纯白光(0.33,0.33),是一种潜在的LED用单基质白光荧光粉。     

不同方法制备CaMoO4∶0.05Eu3+红色荧光粉的对比研究

分别以高温固相法、溶胶-凝胶法、水热法和共沉淀法合成Eu3+掺杂的CaMoO4红色荧光粉,通过X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、光致荧光光谱(PL)进行表征,考察荧光粉晶相、形貌及发光性能对制备方法的依赖性。实验表明,由于Ca2+的半径(0.099 nm)与Eu3+半径(0.094 7 nm)大小相差不大,Eu3+容易取代Ca2+的位置进入晶格,Eu3+掺杂的CaMoO4在晶体结构上保持白钨矿结构。FESEM结果表明:未经后处理的水热法所得样品为片状、多孔结构;高温固相法所得样品尺寸大、团聚严重;溶胶-凝胶法所得样品分散度好、呈条形结构;共沉淀法所得样品形貌、尺寸比较均一。荧光光谱显示,四种样品发光强度差异很大,共沉淀法制得样品的发光强度为未经后处理的水热法制得样品的6-7倍,该现象主要是由样品形貌及表面缺陷的差异引起的。     

亚微米级Y3Al5O12∶Ce3+荧光粉的共沉淀法合成、表征及光致发光

以金属硝酸盐为原料,使用NH3·H2O-NH4HCO3混合沉淀剂,开展了以反滴化学共沉淀方式和两步煅烧法合成掺铈的钇铝石榴石(Y3Al5O12∶Ce3 )黄色荧光粉研究。采用DTA-TGA和XRD研究共沉淀法制备的前驱体粉末热分解与钇铝石榴石晶相形成过程,通过荧光光谱和SEM研究荧光粉光致发光及添加剂对其发光和形貌影响规律。结果表明,采用化学共沉淀法合成温度比传统高温固相法降低300℃以上;荧光粉粒径0.3～1μm,颗粒规则呈类球状;468nm激发下荧光粉发射峰为532nm;煅烧阶段添加氟化物,可使荧光粉的发射强度等发光特性明显提高,对控制Y3Al5O12∶Ce3 荧光粉的形貌有显著作用;与蓝光LED芯片封装后形成的白光LED色温Tc为5571K,光效率为45lm·W-1,显色指数Ra为79.9,色坐标为(0.3308,0.3476)。