稀土纳米复合氧化物RE_2O_3∶Eu(RE=Y,Gd)的制备及特性

以甘氨酸辅助的燃烧法和非晶态稀土DTPA配合物前驱体热分解法制备了Y2 O3 ∶Eu和Gd2 O3 ∶Eu纳米材料。X射线衍射表明燃烧法和配合物前驱体热分解法制备的纳米Y2 O3 ∶Eu均为立方相 ,而Gd2 O3 ∶Eu纳米材料则随制备条件不同可得到立方相或单斜相两种产物 ,发射光谱证实了这一结论。通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜对不同方法制备的纳米材料的尺寸、形貌也进行了表征     

Eu~(3+)、Bi~(3+)在Me_2Y_8(SiO_4)_6O_2中的发光特性与取代格位

在紫外光激发下,Eu~(3+)和Bi~(3+)在Me_2Y_8(SiO_4)_6O_2基质(Me=Mg、Zn、Ca、Sr)中分别发射红光(D_0-~7F_2)和蓝光(~3P_1-~1S_0)。Eu~(3+)发光的红橙比随着激发波长和Me~(2+)的不同而变化,荧光拉曼光谱表明,Eu~(3+)在四种基质中同时占据了4f格位和6h格位。依据Bi~(3+)发光的Stokes位移推断,当Me=Ca、Zn时,Bi~(3+)主要占据4f格位,而当Me=Mg、Sr时,Bi~(3+)主要占据6h格位。     

Ce~(3+)在LnOX(Ln=La,Gd或Y;X=Cl,Br或I)中的发光

以激发光谱和发光光谱研究了Ce~(3+)在LnOX中的发光。光谱表明当X相同而Ln不同时,谱图上Ce~(3+)峰的位置只有较小的移动;而X不同时Ce~(3+)峰的位置有明显和有规律地移动,即按照Cl——Br——I次序往长波方向移动,这个次序与X的电负性减小的次序是一致的。还可以看到Ln=La时与Ln=Gd或Y时有差别,而且Ln=La时stokes位移较大,从离子半径角度对这些进行了讨论。     

MO-RE2O3-B2O3(M=Mg,Ca,Sr,Ba;RE=La,Eu,Gd)玻璃的发光性质

在空气中采用高温固相反应方法合成的17MO－（8-x-y)-75B2O3-xGd2O3(MLBEG,M-Mg,Ca,Sr,Ba)玻璃，在紫外光（λex=350nm)激发下发射蓝光和红光，在绿色光（λex=532nm)激发下发射红光，电子自旋共振谱研究表明玻璃体系中有Eu^2 离子存在，蓝色区的宽带发射是Eu^2 离子的5d-4f跃迁发射：红色区的窄带发射是Eu^3 离子的5Do-7FJ(J=1,2,3,4)跃迁发射，发现玻璃中的碱土金属离子对Eu^3 /Eu^2 离子的比例有很大影响，选择不同的碱土金属离子可以调节玻璃蓝色光和红色光的相对发射强度，MLBEG玻璃的发光性质可用于转换太阳能，增强植物的光合作用。     

Ca_(1-x)Al_(2+x)Si_2O_8中Eu~(3+)和Eu~(2+)的发光行为研究

采用高温固相法制备Ca_(1-x)Al_(2+x)Si_2O_8:12%(摩尔分数)Eu~(3+)荧光粉,在紫外激发下得到红色与蓝色混合系列发光材料。通过调控Ca和Al的比例,结果显示:当x=0.3,即Ca_(0.7)Al_(2.3)Si_2O_8:Eu~(3+)为此发光材料的最佳比例,在λ_(ex)=296 nm激发下Eu~(3+)发光强度最大,λ_(ex)=319 nm激发下Eu~(2+)发光强度最大。有趣的是,在Eu~(3+)的五个特征峰中~5D_0→~7F_4(682 nm)的强度在之前的研究中没有出现与~5D_0→~7F_2(614 nm)相接近,但在我们的实验中观察到在296和319 nm激发下,~5D_0→~7F_4的发光强度与~5D_0→~7F_2已非常接近。通过监测682 nm与614 nm处的荧光寿命分别为1.99和1.84 ms,得出它们属于一个发光中心。通过色坐标的测量,此样品在蓝光区与红光区可进行调节,因此这种材料作为白光LED中的蓝色与红色荧光粉存在潜在的应用前景。     

多晶β″-Al_2O_3:Eu~(2+)的发光光谱

用离子交换法制备了碱金属M~+(M~+=Li~+、Na~+、K~+)或碱土金属M~(2+)(M=Ca~(2+))与稀土离子Eu~(2+)混合的β″-Al_2O_3片状陶瓷。性能测定表明,它们为在中温区具有Eu~(2+)快离子导电性;在紫外光激发下,发射较强绿光的多功能材料。光谱分析表明,在β″-Al_2O_3中Eu~(2+)可以占据两种位置形成两种发光中心EuⅠ和EuⅡ,其形成情况由M~+、M~(2+)与Eu~(2+)的特性共同决定,还与离子交换是否平衡有关。Eu~(2+)的最大发射波长受M~+或M~(2+)的电负性以及β″-Al_2O_3中间层的厚度影响。     

Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2∶RE(RE=Eu,Tb)发光薄膜的制备及发光性能的研究

采用溶胶 凝胶法制备了稀土离子掺杂 (Eu3 ,Tb3 )的氧磷灰石三元稀土硅酸盐Ca2 Y8(SiO4 ) 6 O2 发光薄膜。通过X射线衍射 (XRD) ,红外光谱 (IR) ,扫描电镜 (SEM)等方法对薄膜的组成、结构、颗粒尺寸、形貌及厚度进行了研究 ,通过发光光谱对薄膜的发光性质进行了分析。XRD结果表明 70 0℃时薄膜尚处于非晶态 ,80 0℃时已开始有Ca2 Y8(SiO4 ) 6 O2 的物相形成 ,10 0 0℃时结晶已完全。这一点和红外光谱的结果相符。发光光谱测试表明Ca2 Y8(SiO4 ) 6 O2 ∶Eu3 薄膜显示了很强的红光发射 ,并以Eu3 的5D0 -7F2 (616nm)超灵敏跃迁为最强一组。Ca2 Y8(SiO4 ) 6 O2 ∶Tb3 的发射光谱由蓝光发射和绿光发射两部分组成 ,前者对应于5D3-7FJ,后者对应于5D4 -7FJ(J =6,5 ,4,3 ) ,且以5D4 -7F5(5 44nm)绿光发射为最强。     

Eu~(2+)在碱土金属氯磷酸盐中的发光

考察了Eu~(2+)在Ca~(2+)、Sr~(2+)、Ba~(2+)三种碱土金属氯磷酸盐中的发光性质。用晶胞参数法测得了Sr_(5-x)Ca_x(PO_4)_3Cl和Sr_(3-3x)/5Ca_2-2x/5Ba_x(PO_4)_3Cl两个体系固相线下的关系。通过实验证实了Eu~(2+)在氯磷酸盐基质中存在两个发光中心。同时研究了固溶体Sr_(4.5)Ca_(0.5)(PO_4)_3Cl:Eu~(2+)中Eu~(2+)的d→f能级跃迁强度随Eu~(2+)浓度的变化关系,以及Eu~(2+)的浓度猝灭机理。     

(Y,Gd)VO_4∶Eu~(3+)的紫外-真空紫外发光特性

用高温固相法合成了Y1-xGdxVO4∶Eu3 (0≤x≤1)系列单相样品并研究了其发光特性。在254nm激发下,观察到最大强度位于619nm的红色发射峰且其强度在Y/Gd=0.4/0.6时达到最大。在147nm激发下的发射峰与紫外下的一致,发射强度也是在Y/Gd=0.4/0.6时达到最大,大约是商用(Y,Gd)BO3∶Eu3 荧光体的65%。619nm监控下的真空紫外激发光谱由峰值位于158nm,204nm,247nm以及300nm的系列激发带组成,归属于钒酸根的基质吸收以及Gd3 、Y3 和Eu3 的电荷迁移带吸收。相对(Y,Gd)BO3∶Eu3 中Eu3 占据中心对称格位,(Y,Gd)VO4∶Eu3 中Eu3 占据非中心对称格位,其真空紫外下光谱色纯度更好。色坐标分别为(0.632,0.355),(0.672,0.328)。     

Gd_2O_3:Eu~(3+)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.     

静电纺丝技术制备Gd_3Ga_5O_(12)∶Eu~(3+)多孔发光纳米带

采用静电纺丝技术制备了PVP/[Gd(NO3)3+Ga(NO3)3+Eu(NO3)3]复合纳米带,将其进行热处理,得到了Gd3Ga5O12∶Eu3+(简称GGG∶Eu3+)多孔发光纳米带.采用XRD,SEM,TEM,TG-DTA,FTIR和荧光光谱等技术对样品进行了表征.PVP/[Gd(NO3)3+Ga(NO3)3+Eu(NO3)3]复合纳米带为非晶态,经800℃焙烧8h后,获得了单相石榴石型的GGG∶Eu3+纳米带,属于立方晶系,空间群为Ia3d.复合纳米带表面光滑,尺寸均一,平均宽度约10μm,厚度约为100nm,彼此没有交联;经800℃焙烧后GGG∶Eu3+多孔纳米带平均宽度约2.5μm,厚度30nm,长度大于500μm,呈多孔网状多晶结构.当焙烧温度高于700℃时,复合纳米带中DMF、有机物和硝酸盐分解挥发完全,总失重率为93.1%.焙烧温度为800℃时,生成了纯净的无机氧化物.在254nm的紫外光激发下,GGG∶Eu3+纳米带发射出主峰位于591nm的明亮红光,属于Eu3+的5D0→7F1跃迁.对GGG∶Eu3+纳米带形成机理进行了讨论.     

DEACTIVATION OF P_2O_5-MgO/RE_2O_3 CATALYST FOR OXIDATIVE COUPLING OF METHANE

Techniques including TPD,XPS,XRD and spectrophotometry have been applied to theinvestigation of the deactivation of a highly active P_2O_5-MgO/RE_2O_2 catalyst during a 100-h test.The results of the studies have shown that there is little difference in various properties between thefresh and the deactivated catalyst except for the surface acid-base property which is demonstrated to becontrolled by the presence of phosphorus on the catalyst surface.The deactivation of the catalyst ismainly due to the heavy loss of phosphorus on the surface that causes an increase of the surface basiccenters and a decrease of the surface acid centers,and the coordination between the acid and basiccenters is considerably weakened with a subsequence of the drop of the C_2 selectivity.     

Y_2O_3∶Eu~(3+)薄膜的制备及发光性能的研究

以稀土氧化物为原料,用溶胶-凝胶法制备前驱液,加入适量的聚乙烯醇做成膜物质,用浸渍拉提法在石英玻璃表面上得到均匀的薄膜,然后经过适当的干燥和热处理得到Y2O3∶Eu3+发光薄膜.讨论了Eu3+的掺杂浓度和热处理温度对薄膜发光性能的影响.试验表明:Eu3+的最佳掺杂浓度为8%(摩尔分数),薄膜的发光性能随热处理温度提高而增强,当热处理温度达到700℃后,薄膜的发光性能基本上稳定.同时用原子力显微镜和X射线衍射分析了薄膜的表面形貌和结构.     

空气中合成固溶体荧光粉Ba_2(Zn,Mg)Si_2O_7∶Eu~(2+),Eu~(3+),Ce~(3+)及其发光特性

采用高温固相法在空气中合成了Ba1.97-yZn1-xMgxSi2O7∶0.03Eu,y Ce3+系列荧光粉。分别采用X-射线衍射和荧光光谱对所合成荧光粉的物相和发光性质进行了表征。在紫外光330~360 nm激发下,固溶体荧光粉Ba1.97-yZn1-xMgxSi2O7∶0.03Eu的发射光谱在350~725 nm范围内呈现多谱峰发射,360和500 nm处有强的宽带发射属于Eu2+离子的4f 65d1-4f 7跃迁,590~725 nm红光区窄带谱源于Eu3+的5D0-7FJ(J=1,2,3,4)跃迁,这表明,在空气气氛中,部分Eu3+在Ba1.97-yZn1-xMgxSi2O7基质中被还原成了Eu2+;当x=0.1时,荧光粉Ba1.97Zn0.9Mg0.1Si2O7∶0.03Eu的绿色发光最强,表明Eu3+被还原成Eu2+离子的程度最大。当共掺入Ce3+离子后,形成Ba1.97-yZn0.9Mg0.1Si2O7∶0.03Eu,y Ce3+荧光粉体系,其发光随着Ce3+离子浓度的增大由蓝绿区经白光区到达橙红区;发现名义组成为Ba1.96Zn0.9Mg0.1Si2O7∶0.03Eu,0.01Ce3+的荧光粉的色坐标为(0.323,0.311),接近理想白光,是一种有潜在应用价值的白光荧光粉。讨论了稀土离子在Ba2Zn0.9Mg0.1Si2O7基质中的能量传递与发光机理。     

Thermal decomposition of RE(C2H5CO2)3·H2O (RE = Dy,Tb, Gd,Eu and Sm)

The thermal decomposition of Dy(III), Tb(III), Gd(III), Eu(III), and Sm(III) propionate monohydrates was studied in argon by means of simultaneous differential thermal analysis and thermogravimetry, infrared-spectroscopy, X-ray diffraction, and optical microscopy. After dehydration, which takes place below 120 °C, all salts decompose into dioxycarbonates with simultaneous release of CO₂ and C₂H₅COC₂H₅ (3-pentanone) between 250 and 460 °C. However, whereas the anhydrous Dy-, Tb-, and Gd-propionates appear to transform into RE₂O₂CO₃ (rare earth [RE] = Dy, Tb, Gd) in a single step, an intermediate stage involving a RE₂O(C₂H₅CO₂)₄ composition was evidenced in the case of the Eu- and Sm-propionates. For all compounds, further decomposition of RE₂O₂CO₃ into the corresponding sesquioxides (RE₂O₃) is accompanied by the release of CO₂. The thermal decomposition of Dy- and Tb-propionates occurs entirely in the solid state. In contrast the dehydrated Gd-, Eu-, and Sm-propionates melt at increasingly higher temperatures. Evidence for recrystallization was found in conjunction with the onset of decomposition of these three propionates.     

KNaCa_2(PO_4)_2中Eu~(2+)的发光及Eu~(2+)对Mn~(2+)的能量传递

高温固相法合成了KNaCa2(PO4)2:Eu2+,Mn2+荧光粉,并探讨其发光性质和Eu2+-Mn2+间的能量传递。Eu2+的470 nm发射峰源于Eu2+的5d-4 f跃迁,最佳掺杂浓度为0.01 mol,Eu2+的激发峰位于400 nm,与UV-LED管芯的发射光谱(350~410 nm)匹配。Mn2+的565和618 nm的发射来自Mn2+的4T1(4G)-6A1(6S)跃迁。KNaCa2(PO4)2:0.01Eu2+,nMn2+系列样品中,随着Mn2+浓度的增加,Eu2+的发射峰逐渐降低,Mn2+的发射峰逐渐增强,Eu2+对Mn2+的发光有明显的敏化作用。根据D exter电多极相互作用能量传递公式,可得出Eu2+与Mn2+之间的能量传递归因于电偶极-电四极相互作用引起的共振能量传递。     

K5LnLi2F10(Ln=La,Gd, Y)的合成和Ce^3^+在其中的发光

在Ar气氛中, 采用高温固相反应法合成了K5LnLi2F10(Ln=La, Ce, Gd, Y)化合物,X射线衍射图表明: 除K5YLi2F10外, 均具有与K5NdLi2F10(KNLF)相同的结构。计算了K5LnLi2F10(Ln=Ln, Ce, Gd)的晶胞参数和晶胞体积, 它们随着La^3^+, Ce^3^+,Gd^3^+的离子半径减小而有规律地减小, 测定了K5CexLn1-xLi2F10化合物的激发光谱和荧光光谱, 发现Ce^3^+的激发波长和发射波长随着La^3^+, Gd^3^+, Y^3^+离子的改变几乎不变, 并对这种现象进行了讨论。     

Ce3+在LnOX(Ln=La,Gd或Y;X=Cl,Br或I)中的发光

以激发光谱和发光光谱研究了Ce³⁺在LnOX中的发光。光谱表明当X相同而Ln不同时,谱图上Ce³⁺峰的位置只有较小的移动;而X不同时Ce³⁺峰的位置有明显和有规律地移动,即按照Cl——Br——I次序往长波方向移动,这个次序与X的电负性减小的次序是一致的。还可以看到Ln=La时与Ln=Gd或Y时有差别,而且Ln=La时stokes位移较大,从离子半径角度对这些进行了讨论。     

SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)晶格点缺陷的形成及其在发光材料中的作用

采用高温固相法合成了具有不同点缺陷的SrAl2O4∶Eu2 ,Dy3 发光粉。通过余辉衰减特性、激发光谱与热致发光性能测试,研究了晶格点缺陷在发光材料中的作用。结果表明,DyS·r对长余辉发光性能有很大的影响,可以作为具有合适深度的电子陷阱;氧离子空位(VO··)不能作为具有合适深度的电子陷阱,但可增加电子陷阱Dy3 的深度;掺入晶格的Dy3 与Eu2 之间存在相互作用,而且只有当DyS·r与EuSr×之间的距离足够接近时,DyS·r才能起到有效的电子陷阱的作用;VSr″可作为空穴陷阱,但VSr″浓度的变化不会引起长余辉发光性能的明显变化。     

Gd_3Al_5O_(12)∶Eu~(3+)柠檬酸盐硝酸盐燃烧法合成及其发光性能研究

采用柠檬酸盐硝酸盐燃烧法,在较低的温度(900℃)下成功地合成单一晶相Gd3Al5O12∶Eu3+发光粉体,紫外激发荧光光谱分析表明,粉体615 nm和593 nm荧光发射源于Eu3+的5D0-7F2和5D0-7F1跃迁.该方法中各工艺条件(如pH值、柠檬酸/金属离子比、煅烧温度)对Gd3Al5O12∶Eu3+发光性能均有影响,通过试验得出了获得最佳发光性能荧光粉体的工艺参数.