稀土Sm掺杂钙硼硅发光玻璃的微晶化及其荧光增强效应

用高温熔融法制备了掺杂Sm2O3的CaO-B2O3-SiO2(CBS)发光玻璃材料,采用示差扫描量热法(DSC)确定了合适的核化/晶化温度制度.在不同核化/晶化温度制度下制备得到了微晶发光玻璃,并对其结构及光谱学特性进行了研究.X射线衍射(XRD)分析表明:经微晶化的发光玻璃出现了晶体的尖锐衍射峰,随着温度的升高,晶体类型和晶粒尺寸均发生变化.光谱学测试表明:Sm掺杂微晶发光玻璃在404nm激发下出现Sm3+的特征发射峰,峰值波长分别位于566nm、603nm和650nm;发光玻璃的荧光发射峰强度和荧光寿命均表现出随热处理温度的升高先增大后减小的变化,在核化/晶化温度为750℃/800℃条件下制备的微晶玻璃的荧光发射强度和荧光寿命均达到最大值,随着核化/晶化温度的进一步升高,样品的荧光强度和荧光寿命均有所下降.     

Sm3+掺杂BaCeO3基发光材料的制备及发光性能

采用溶胶-凝胶法合成了BaCeO3:Sm3+红色荧光粉,用XRD和FL分析表征了样品的结构及发光性能。研究了Sm3+掺杂量和电荷补偿剂对其发光性能的影响。所得样品为立方晶系,荧光光谱测试结果表明:Sm3+掺杂的BaCeO3在紫外波段有两个吸收带,分别位于258nm和353nm,对应于O2-→Sm3+和O2-→Ce4+电荷迁移带;BaCeO3:Sm3+在紫外波长353nm的激发下发射出Sm3+的特征光谱,其发射峰分别位于572nm、615nm和656nm处,与Sm3+的4 G5/2→6 HJ(J=5/2,7/2,9/2)电子跃迁相对应,样品发出强烈的橙红光。Sm3+的最佳摩尔掺量为0.4%,其浓度猝灭机理是Sm3+之间的离子交换作用。共掺电荷补偿剂Li+之后,BaCeO3:Sm3+的发光强度有着很大程度的提高,当Li+摩尔浓度为12%时,其发光强度达到最大。     

近紫外激发新型荧光粉Li_3Zn_(0.5)SiO_4∶Sm~(3+)的制备及光谱性能

用溶胶-凝胶法制备了红橙光荧光粉Li3Zn0.5SiO4∶Sm3+并研究了其发光性能。用X射线衍射、荧光分光光度计对样品进行了表征。结果表明:少量掺杂Sm3+并没有影响Li3Zn0.5SiO4的晶体结构,样品属于正交晶系,空间点群Pmnb(62)。样品的激发光谱主峰位于408nm(6 H5/2→4 L13/2)处。在近紫外408nm的激发下,样品的发射光谱由Sm3+的一系列特征跃迁构成,分别位于566nm(4 G5/2→6 H5/2)、601nm(4 G5/2→6 H7/2)、651nm(4 G5/2→6 H9/2)及710nm(4 G5/2→6 H11/2)。样品在601nm附近表现出良好的红橙光发射。研究了不同Sm3+掺杂量对样品发光性能的影响,随着Sm3+掺杂量增大,样品的发光强度先增大后减小,最佳掺量为3%。     

Tm3+掺杂GeO2-AlF3-Li2O-BaF2-La2O3玻璃的光谱特性

用高温熔融法制备了不同TM3+浓度掺杂的65GeO2-12AlF3-8Li2O-10BaF2-5La2O3-Xtm2o3(x=0.5 mol%,1.0 mol%,2.0 mol%,4.0 mol%,6.0 mol%)玻璃.从吸收光谱特性出发,根据Judd_Ofelt理论,计算得到了TM3+离子的J-O强度参数(Ω2,Ω4,Ω6)及TM3+离子各激发能级的自发跃迁几率、荧光分支比以及辐射寿命等光谱参量.在808 nm波长的激发下,研究了不同TM3+掺杂浓度下玻璃在～1.47μm与～1.8μm处的荧光特性,在掺杂浓度约达到1.0 mol%时,在1.8 μm处的荧光强度达最大,然后随着掺杂浓度的增大,其荧光强度反而降低.作者从TM3+的交叉驰豫与浓度猝灭效应解释了这一荧光强度变化的过程.     

Sm掺杂La_2Mo_2O_9的合成及其导电性

用固相反应法合成了La2-xSmxMo2O9(x=0~2)。室温XRD测试结果表明,在掺Sm计量x≥0.9时,出现杂质相的衍射峰;x≤0.85时,晶胞参数随Sm掺杂计量增加而线性降低。用直流四电极法和离子阻塞法在723~1 173 K温度范围测定了合成试样的电导率,结果表明电子电导率和电导率均随Sm掺杂量增大而降低,掺Sm增大了电导活化能和电子电导活化能。     

稀土离子掺杂纳米TiO2的谱学特性研究

采用sol-gel法制备不同稀土元素(La,Ce,Pr,Nd,Sm)掺杂TiO2纳米粒子,采用荧光光谱和紫外-可见漫反射光谱对样品的谱学特性进行对比研究。结果表明,Sm掺杂引起新的发光现象,荧光谱中两个发射峰的强度随Sm掺杂浓度的改变而改变,而其余稀土元素掺杂只影响纯TiO2发射峰的位置和强度;Ce掺杂造成漫反射光谱的吸收边发生红移,且红移幅度随Ce掺杂浓度的改变而改变,其余稀土元素掺杂则造成吸收边蓝移。     

ZrO2：Eu^3＋纳米晶发光和能量传递性质研究

利用共沉淀方法制备了ZrO2：Eu^3＋荧光粉体,研究了不同煅烧温度和掺杂浓度对样品结构和发光性质的影响.在不同煅烧温度和掺杂浓度下,样品结构含有单斜相和四方相2种不同结构,其比例不同.在不同温度下,监测615 nm的激发光谱发现：基质ZrO2和Eu^3＋之间存在能量传递,当样品结构为单斜相时,能量传递最强;研究激发波长为243 nm的发射光谱可知：晶面结构不同可以引起Eu^3＋特征发射光谱的变化.研究荧光强度与激活离子Eu^3＋浓度关系发现：荧光强度先随浓度提高而提高,在浓度为4 mol%时达到最大,然后又随之降低.     

ZrO_2:Eu~(3+)纳米晶发光和能量传递性质研究

利用共沉淀方法制备了ZrO2:Eu3+荧光粉体,研究了不同煅烧温度和掺杂浓度对样品结构和发光性质的影响. 在不同煅烧温度和掺杂浓度下,样品结构含有单斜相和四方相2种不同结构,其比例不同. 在不同温度下,监测615 nm的激发光谱发现:基质ZrO2和Eu3+之间存在能量传递,当样品结构为单斜相时,能量传递最强;研究激发波长为243 nm的发射光谱可知:晶面结构不同可以引起Eu3+特征发射光谱的变化. 研究荧光强度与激活离子Eu3+浓度关系发现:荧光强度先随浓度提高而提高,在浓度为4 mol%时达到最大,然后又随之降低.     

Eu在钙硼硅玻璃中的发光性能

通过高温熔融法制备了Eu_2O_3掺杂的CaO-B_2O_3-SiO_2(CBS)发光玻璃材料,并在制备过程中采用还原气氛和还原剂原位制备得到了Eu~(2+)/Eu~(3+)共掺杂的CBS发光玻璃,使用荧光分光光度计对发光玻璃的发光特性和荧光寿命进行了研究.荧光测试表明,Eu2O3掺杂的CBS发光玻璃样品在激发下出现Eu~(3+)的特征发射峰,其荧光强度和荧光衰减寿命均随掺杂摩尔分数的增加出现先增大后减小的变化,其荧光猝灭浓度约在0.8mol%附近,此时的荧光寿命约为2.05ms.在还原气氛下(活性炭)加入还原剂(酒石酸钠)原位还原得到的Eu~(2+)/Eu~(3+)共掺杂的CBS发光玻璃中Eu~(3+)的发射峰强度明显降低(394nm激发),而在400nm附近处出现了归属于Eu~(2+)的宽谱带发射峰(347nm激发).分析表明,随着还原气氛以及还原剂用量的变化,发射峰的强度和位置也发生相应变化.     

Tb~(3+)/Sm~(3+)掺杂CaF_2微晶玻璃的结构和发光性质

采用传统熔融法制备Tb3+/Sm3+掺杂的SiO2-B2O3-Na2O-CaF2-NaF氟氧化物基质玻璃,通过热处理获得Tb3+/Sm3+共掺杂的CaF2的微晶玻璃.用差热分析(DTA)、X射线衍射图谱(XRD)、电子扫描电镜(SEM)和荧光光谱等对样品进行分析.XRD研究结果表明:基质玻璃经680℃热处理1 h后获得了Tb3+/Sm3+掺杂的CaF2的微晶玻璃,估算的CaF2晶粒尺寸为37 nm.发射光谱研究结果表明:由于Tb3+/Sm3+进入到低声子能量的CaF2微晶中,与基质玻璃相比微晶玻璃的发射特征峰强度明显增强.同时也证实Tb3+和Sm3+之间的能量转移过程及其Sm3+离子的自猝灭现象.     

Tm3+/Yb3+共掺碲镓酸盐玻璃上转换光谱研究

研究了808 nm和977 nm激光二极管泵浦下铥/镱共掺TeO2-Ga2O3-BaO-ZnO玻璃光谱特性并讨论了TM3+离子浓度对上转换光谱的影响.在977 nm激光二极管泵浦下,观测到TM3+/Yb3+共掺碲镓酸盐玻璃强476 Nm上转换蓝色(1G4→3H6)和较弱的650 nm上转换红色(1G4 →3F4和3F2,3→3H6)荧光.分析表明476 nm蓝光辐射为三光子吸收过程,650 nm红光为双光子和三光子混合吸收过程;在808 nm激光二极管泵浦下,上转换蓝色荧光为双光子吸收过程.实验发现,随TM3+离子掺杂浓度的增加,TM3+ 离子的上转换荧光强度也随之增加,当TM2O3掺杂浓度超过0.2 mol %时,荧光强度开始下降,出现明显荧光猝灭现象;当TM3+为0.3 mol%时,蓝光对红光的强度比为8倍.     

碱土掺杂硅酸镧电解质材料的制备与性能

采用尿素-硝酸盐燃烧法在600～800℃下制备了较高纯度无杂质相的碱土掺杂磷灰石型La9.33Mx(SiO4)6O2+δ(M为Sr,Ca,Mg)电解质.通过X射线衍射、扫描电镜和交流阻抗测试,对样品的晶体结构、表面微观形貌及电导性能进行了研究.结果表明,燃烧合成的电解质粉体La9.33(SiO4)6O2(LSO)具有p63/m磷灰石型晶体结构;LSO烧结体的微观形貌随x值的不同而出现了细微变化;LSO烧结体具有良好的电阻可逆性和稳定性.适当的掺杂量能有效提高LSO的离子电导率,最佳掺杂浓度为0.2.相同掺杂量下,三种碱土金属阳离子掺杂对电导性能也有一定的影响,随着离子半径的增大,掺杂效果越来越好.     

钇稳定氧化锆的制备及电性能测试

以ZrOCl2·8H2O和YN3O9·5H2O等为原料,用化学沉淀法分别按照6 mol%、7mol%、9mol%等的掺杂量,制备出了超微钇稳定氧化锆粉体.于半干压成型后,在1 500℃下保温两小时,再涂银浆,烧电极,然后分别测定样品在400℃、450℃、500℃、550℃、600℃下的电导率.采用XRD和SEM分别对样品的物相和形貌进行了分析,结果表明:沉淀法制备的钇稳定氧化锆粉体,在9mol%钇掺杂量以及1 500℃烧结温度下,表现出了立方相结构,粒径均匀,无团聚;用交流阻抗谱技术测定了样品的电导率.在600℃掺杂量为9mol%下,样品电导率为0.060 95S·cm-1,高于掺杂量为7mol%的电导率(0.055S·cm-1).电导率随温度的升高而增大,同时随着掺杂量的增加亦增大.     

Sm3+/Ho3+掺杂Lu3Al5O12基荧光粉的制备与发光性能研究

采用高温固相法制备了Sm3+/Ho3+掺杂Lu3Al5O12基荧光粉。XRD结果显示：所合成的荧光粉具有单一相石榴石结构。荧光光谱分析表明,在蓝光激发下,Lu3Al5O12：Sm3+样品的发射光谱的峰值波长为568nm和614nm,Sm3+的最佳掺杂摩尔分数为6.3%;Lu3Al5O12：Ho3+发射光谱峰值波长为549nm,Ho3+样品的最佳掺杂摩尔分数为4%。在Sm3+、Ho3+共掺Lu3Al5O12：Sm3+,Ho3+荧光粉中,Sm3+、Ho3+均为发光中心,样品的发射光谱中同时出现单掺Sm3+、Ho3+的特征发射峰。可见,Lu3Al5O12：Sm3+,Ho3+可用作暖白光LED用荧光粉。     

Ba2B5O9Cl:Eu2+,Ln3+（Ln=Dy,Er,Ho）的光致发光和长余辉特性

采用高温固相反应法制备了系列稀土掺杂蓝色荧光粉Ba1.92B5O9Cl:Eu20.+06,Ln30.+02(Ln=Dy,Er,Ho).用X射线粉末衍射仪(XRD)对样品晶相进行了测试,用荧光光谱仪表征了样品的光致发光特性.结果表明:共掺不同稀土元素Ln3+(Ln=Dy,Er,Ho)的Ba2B5O9Cl:Eu2+样品为四方晶系;除了发光强度不同外,其激发、发射光谱的峰位置和峰形基本没有改变.通过研究荧光材料的余辉衰减曲线和热释光谱发现,Ba2B5O9Cl:Eu2+掺入的Ln3+能够延长荧光粉的余辉时间和增强初始亮度,并能不同程度地增强热释光强度,其中Dy3+是最理想掺杂稀土离子.     

La-TiO_2/SiO_2光降解催化剂的制备及性能

以钛酸丁酯、正硅酸乙酯和氧化镧为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了不同La掺杂量的负载型催化剂x wt%La-TiO_2/SiO_2(x=0.5~3.0).通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积分析(BET)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)对样品进行了表征.以罗丹明B(Rh B)为模拟污染物,在紫外光和可见光下研究了不同La的加入量对TiO_2/SiO_2催化剂(其中,n(SiO_2)∶n(TiO_2)=1∶7)光催化效率的影响.结果表明:La的掺杂量为2wt%时,催化性能达到最佳.经过75min紫外光和150min可见光的照射,对Rh B的降解率可分别达到99.2%和71.3%.     

Ce、Eu、Tb、Sm在CaO-B2O3-CaCl2中的光谱行为

采用高温固相法制备Ce、Eu、Tb、Sm单双激活CaO-B2O3-CaCl2(CBC)的系列荧光材料,研究它们的光谱和Stokes位移.Eu、Tb单掺杂的发光体分别在468 nm和550 nm处有蓝光和绿光发射,但是Eu、Tb的猝灭浓度较大.双掺杂Ce/Tb、Sm/Eu的发射光谱分别归属Eu2 的4f65d1→8S7/2和Tb3 的5D4→7F5特征跃迁发射.在CBC中,Ce、Sm分别是Tb、Eu的高效敏化剂,双掺Ce/Tb和Sm/Eu的荧光体发光强度比单掺Tb、Eu提高4~12倍,产品成本降低了25%~35%.     

Tb~(3+)掺杂量对HAp结构和发光性能的影响

Tb~(3+)掺杂HAp是目前研究比较多的稀土离子掺杂HAp荧光材料之一,然而研究中实际掺杂量和理论掺杂量之间的差异并没有涉及到.本文采用化学沉淀法制备了Tb~(3+)掺杂HAp纳米材料,采用ICP-AES电感耦合等离子体光谱法对实际掺量进行了测试,随后采用XRD衍射仪、FT-IR红外光谱分析和荧光分光光度计研究了Tb~(3+)掺杂量对HAp纳米晶体结构和荧光性能的影响.ICP-AES结果表明实际掺量小于计划加入量;XRD结果显示Tb~(3+)含量的改变对主晶相影响不大,晶粒尺寸和晶面间距(d)随着Tb~(3+)含量增加呈现出先增加后减小再增大的趋势;FT-IR结果同样显示Tb~(3+)掺杂量改变对HAp晶体结构没有较大影响;发光强度随着Tb~(3+)含量的增加呈现出先增强后减弱的趋势,荧光衰减曲线呈现出单指数衰减趋势;荧光寿命随着Tb~(3+)含量的增加呈现缓慢减小的变化趋势.     

氧化石墨烯改善高贝利特水泥性能的研究

试验研究了不同掺量的氧化石墨烯(GO)对高贝利特水泥(HBC)材料流动度、强度、水化热和微观结构的影响.结果表明:水泥胶砂流动度随着GO掺量的增加而降低;单掺GO对试件各龄期强度的增强效果不明显,而复掺PC/GO可明显提高试件各龄期的强度,且当GO掺量为0.05%时,试件各龄期的抗折强度和抗压强度均达到最佳,与基准试件相比,其强度得到明显提高;同时GO对水泥各龄期的水化热还有降低作用.由SEM、XRD分析表明,掺入GO可提高水泥材料的密实度,促进水化产物(C-S-H)和钙矾石AFt的形成,从而达到增强效果.     

掺Er~(3+)碲硼酸盐玻璃1.53μm波段荧光强度提高研究

用高温熔融法制备了系列70TeO2-(25-x)B2O3-xGeO2-5Na2O(x=5,10,15和20 mol%)掺Er3+碲硼酸盐玻璃。为提高1.53μm波段的荧光发射强度,测试了玻璃样品的吸收光谱、红外透射谱、1.53μm波段荧光谱及4I13/2能级Er3+荧光寿命,结合Judd-Ofelt(J-O)理论分析了Er3+光谱特性随玻璃组分含量的变化,进而研究了玻璃中OH基对1.53μm波段荧光强度的影响。结果表明,碲硼酸盐玻璃具有较好的宽带荧光谱特性,其有效带宽大于72 nm;随着玻璃中GeO2逐步替代B2O3,1.53μm波段荧光强度相应提高。同时,通过O2鼓泡除水处理,能减少玻璃中OH基含量并减弱4I13/2能级上Er3+到OH基的无辐射能量传递,从而进一步提高了Er3+荧光寿命和1.53μm波段荧光强度。