M2Al2SiO7∶Eu2+(M=Ca,Sr)荧光粉的合成和发光性质的研究

采用传统的高温固相法合成了一系列M2 Al2SiO7∶Eu2+(M=Ca,Sr)荧光粉,并系统地研究了其结构、漫反射光谱、激发光谱、发射光谱及浓度猝灭和温度猝灭特性.研究结果表明,M2Al2SiO7∶Eu2+(M=Ca,Sr)的激发光谱均在250～300 nm和350～450 nm范围内具有两个宽的吸收带,与近紫外LED芯片发出的紫外光相匹配.Ca2Al2SiO7∶Eu2+和Sr2Al2SiO7∶Eu2+荧光粉的发射峰分别为位于约536 nm黄绿光和487nm处的蓝绿光,它们的发射峰归属于Eu2+的5d-4f跃迁发射.Eu2+在M2Al2SiO7(M=Ca,Sr)中的最佳掺杂浓度均为x=0.005.Ca2Al2SiO7∶Eu2+和Sr2Al2SiO7∶Eu2+荧光粉在375 K时的发光强度分别为室温时的69,和68,.     

紫外光激发(Y,Ce)PO_4荧光粉的发光特性

采用高温固相反应法在碳粉还原气氛下制备了(Y1-xCex)PO4(x=0.01,0.06,0.1,0.15,0.2)荧光粉,研究了Y0.9Ce0.1PO4荧光粉的激发光谱、发射光谱、15K时的低温荧光寿命以及Ce3+浓度对YPO4∶Ce荧光粉相对发射强度的影响,并研究了颗粒的形貌和粒度分布.结果表明,(Y,Ce)PO4体系中的Ce3+在基质晶格中占据1个格位,其发射光谱曲线由333nm和355nm宽带发射构成;随着Ce3+浓度的增加,其相对发射强度是先升高后降低,最佳Ce3+掺杂摩尔浓度为0.1;15K时的荧光寿命为7.92ns,中心粒径为2.1μm.     

等离子显示屏用Zn2SiO4:Mn2+荧光粉的研究

采用高温固相法制备PDP绿色荧光粉Zn2SiO4:Mn2+,研究了Zn/Si摩尔比、激活剂Mn2+含量的变化对荧光粉真空紫外光谱、相对亮度、余辉时间及色坐标的影响.试验结果表明,当Zn/Si摩尔比为1.905,Mn2+含量为0.11 mol时,所制备的荧光粉Zn2SiO4:Mn2+的色坐标x=0.2109,y=0.7115,发射波长525 nm,余辉时间t1/10为3.5 ms.     

等离子显示屏用Zn_2SiO_4:Mn~(2+)荧光粉的研究

采用高温固相法制备PDP绿色荧光粉Zn2SiO4:Mn2+,研究了Zn/Si摩尔比、激活剂Mn2+含量的变化对荧光粉真空紫外光谱、相对亮度、余辉时间及色坐标的影响.试验结果表明,当Zn/Si摩尔比为1.905,Mn2+含量为0.11 mol时,所制备的荧光粉Zn2SiO4:Mn2+的色坐标x=0.2109,y=0.7115,发射波长525 nm,余辉时间t1/10为3.5 ms.     

金属离子（Li+、Al3+）掺杂SrWO4:Dy3+,Eu3+白色荧光粉的制备及发光特性研究

摘 要：通过掺杂具有价态补偿且离子半径较小的Li+与Al3+来改善SrWO4:Dy3+,Eu3+荧光粉发光性能,制备出一种色温低且发光强度好的白光LED用荧光粉,采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、分光光度计对样品的物相结构、形貌及发光性能进行了表征及分析。结果表明,掺杂金属离子后的样品主晶相仍均为SrWO4,微观结构主要为梭形结构,在391 nm波长激发下,掺杂7.5%Al3+荧光粉样品与未掺杂金属离子SrWO4:2.5%Dy3+,7.5%Eu3+荧光粉相比发光强度及发光颜色有了很大改善,色坐标为（0.338,0.342）,色温为4337k,在619 nm处发光强度与不掺杂金属离子样品相比提高了8倍,其次为SrWO4:2.5%Dy3+,7.5%Eu3+,7.5%Li+样品,样品色坐标为（0.380,0.401）,色温为4867 k,在619 nm处发光强度与不掺杂金属离子样品相比提高了5倍,通过添加Li+、Al3+可以提高发光离子之间的能量传递作用,从而增加荧光粉发光颜色中红色成分,最终实现实现色坐标的红移,色温的降低。在低色温照明领域的研究中具有一定的研究意义。     

金属离子(Li~+、Al~(3+))掺杂SrWO_4∶Dy~(3+),Eu~(3+)白色荧光粉的制备及发光特性

通过掺杂具有价态补偿且离子半径较小的Li~+与Al~(3+)来改善SrWO_4∶Dy~(3+),Eu~(3+)荧光粉发光性能,制备出一种色温低且发光强度好的白光LED用荧光粉,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、分光光度计对样品的物相结构、形貌及发光性能进行了表征及分析。结果表明,掺杂金属离子后的样品主晶相仍均为SrWO_4,微观结构主要为梭形结构,在391nm波长激发下,掺杂7.5%Al~(3+)荧光粉样品与未掺杂金属离子SrWO_4∶2.5%Dy~(3+),7.5%Eu~(3+)荧光粉相比发光强度及发光颜色有了很大改善,色坐标为(0.338,0.342),色温为4 337K,在619nm处发光强度与不掺杂金属离子样品相比提高了8倍,其次为SrWO_4∶2.5%Dy~(3+),7.5%Eu~(3+),7.5%Li~+样品,样品色坐标为(0.380,0.401),色温为4 867K,在619nm处发光强度与不掺杂金属离子样品相比提高了5倍,通过添加Li~+、Al~(3+)可以提高发光离子之间的能量传递作用,从而增加荧光粉发光颜色中红色成分,最终实现色坐标的红移,色温的降低。在低色温照明领域的研究中具有一定的研究意义。     

Bi3+对GdBO3∶Ce3+,Tb3+荧光粉发光性能的影响

采用高温固相法合成了一系列的GdBO3∶Ce3+,xTb3+荧光粉,研究了所合成荧光粉的晶体结构,发光性质和量子效率.结果表明,GdBO3∶Ce3+,xTb3+荧光粉的激发光谱在250～380 nm范围有宽的吸收带,其发射光谱中同时出现了Ce3+的宽带发射和Tb3+的f-f跃迁窄带发射,所合成最强绿光发射的荧光粉为GdBO3∶0.02Ce3+,0.15Tb3+.同时研究了Bi3+的掺杂对GdBO3∶0.02Ce3+,0.15Tb3+荧光粉的晶体结构,颗粒形貌和发光性质的影响.结果表明,Bi3+的掺杂能够有效的提高GdBO3∶0.02Ce3+,0.15Tb3+荧光粉的发光强度,以及Ce3+-Tb3+的能量传递效率.     

紫外光激发（Y，Ce）PO4荧光粉的发光特性

采用高温固相反应法在碳粉还原气氛下制备了（Y1- x Cex ）PO4（ x＝0.01,0.06,0.1,0.15,0.2）荧光粉,研究了Y0.9 Ce0.1 PO4荧光粉的激发光谱、发射光谱、15K时的低温荧光寿命以及Ce3＋浓度对YPO4∶Ce荧光粉相对发射强度的影响,并研究了颗粒的形貌和粒度分布．结果表明,（Y ,Ce）PO4体系中的Ce3＋在基质晶格中占据1个格位,其发射光谱曲线由333 nm和355 nm宽带发射构成;随着Ce3＋浓度的增加,其相对发射强度是先升高后降低,最佳Ce3＋掺杂摩尔浓度为0.1;15 K时的荧光寿命为7.92 ns ,中心粒径为2.1μm ．     

Gd_2O_2SO_4:Tb~(3+)纳米荧光粉的共沉淀合成及光致发光

以L-半胱氨酸为硫源,通过共沉淀法成功合成了Gd_2O_2SO_4∶Tb~(3+)纳米荧光粉。采用X射线衍射(XRD)、差热热重分析(DSC-TG)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和光致发光(PL)光谱对产物的结构、形貌和发光性能进行表征。研究pH值、反应物的摩尔比和Tb~(3+)浓度对产物相组成、形貌和发光性能的影响。结果表明,当Gd~(3+)∶SO_4~(2-)=2∶3、pH=7.5时,合成的前驱体在800℃煅烧2h可获得单相Gd_2O_2SO_4纳米粉体。该粉体呈近球形,团聚较严重,平均粒径约为30nm。在230nm紫外光激发下,Gd_2O_2SO_4∶Tb~(3+)纳米荧光粉具有优异的发光性能,主发射峰位于544nm,归属于Tb~(3+)的~5 D_4→~7F_5跃迁。当Tb~(3+)浓度达到12%时,Gd_2O_2SO_4∶Tb~(3+)发光强度达到最大值。Gd_2O_2SO_4∶Tb~(3+)衰减过程符合双e指数衰减行为,对应的荧光寿命为τ1=0.177μs,τ2=0.119μs。     

Sr~(2+)共掺杂YPO_4:Eu~(3+)发光材料的水热合成及其性能

采用水热法合成Sr~(2+)共掺杂YPO_4:Eu~(3+)发光材料,采用X射线衍射(XRD)和X射线荧光光谱对合成产物的物相结构和光学性能进行表征,对Sr~(2+)共掺杂浓度及反应体系p H值对合成样品的物相结构及发光性能的影响进行分析。结果表明,少量Sr~(2+)(≤15at%)共掺杂YPO_4:1at%Eu~(3+)均为纯相四方磷钇矿结构晶体,过量Sr~(2+)(≥20at%)共掺杂出现Sr_4P_2O_9杂相;p H值为6的反应体系可获得高结晶度的单一相Sr~(2+)、Eu~(3+)共掺杂YPO_4样品。X射线荧光光谱分析结果表明,采用水热法合成的YPO_4:1at%Eu~(3+),xat%Sr~(2+)样品可被396 nm的紫外光激发而发射出强烈的Eu~(3+)特征橙红色光,一定量的Sr~(2+)共掺杂能提高YPO_4:1 at%Eu~(3+)样品的发光性能,过量(10at%)的Sr~(2+)掺杂导致Eu~(3+)荧光猝灭。YPO_4:1at%Eu~(3+),10at%Sr~(2+)样品在396 nm紫外光激发下位于620 nm处的发射峰相对强度较YPO_4:1at%Eu~(3+)样品提高了72.6%。     

基于能量传递的Ba3Y2(BO3)4:Yb3+/Er3+颜色可调上转换发光研究

采用高温固相法合成了不同Yb³⁺掺杂量的新型Ba₃Y₂(BO₃)₄:Yb³⁺/Er³⁺上转换荧光粉。借助XRD、SEM、荧光光谱等表征方法研究了Yb³⁺掺杂量对材料晶体结构、上转换发光性能的影响,探讨了材料的上转换发光机制。结果表明,Yb³⁺、Er³⁺的掺杂未引入杂相,由于Yb³⁺、Er³⁺与Y³⁺离子半径相近,随着Yb³⁺掺杂量增加,晶胞参数呈现微弱的减小趋势。Yb³⁺掺杂量0.05时,荧光粉具有最大发光强度。调控Yb³⁺掺杂量,增强了Yb³⁺与Er³⁺间的能量传递,实现了样品发光颜色由绿色→黄色→红色的转变。在980 nm激光激发下,Er³⁺的绿光和红光发射均为双光子过程。     

射频磁控溅射制备铝酸锶长余辉发光薄膜

采用射频磁控溅射法在Si（100）衬底上制备稀土掺杂铝酸锶薄膜,在900℃和1100℃下、弱还原气氛中退火,分别得到SrAl2 O4∶Eu2＋,Dy3＋和Sr4 Al14 O25∶Eu2＋,Dy3＋长余辉发光薄膜。结果表明：SrAl2 O4结构是形成Sr4 Al14 O25相结构的中间相;在360 nm激发光激发下,SrAl2 O4∶Eu2＋,Dy3＋薄膜发光峰位于517 nm处左右,发光强度相对略高于Sr4 Al14 O25∶Eu2＋,Dy3＋薄膜,且后者发光峰位于490 nm处左右;Sr4 Al14 O25∶Eu2＋,Dy3＋薄膜的余辉性能优于SrAl2 O4∶Eu2＋,Dy3＋薄膜。     

Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+的制备与长余辉发光性能研究

采用高温固相反应制备稀土掺杂长余辉发光样品.原料配比按照化学式Sr4Al14O25:Eu20.+01,Dy03.+02准确称取,反应温度从1100℃逐渐升至1400℃,通过X射线衍射(XRD)图谱和扫描电子显微镜(SEM)照片,分析反应温度对产物物相和样品表面微观形貌的影响.在得到Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+单相发光材料基础上,研究了不同Eu2+掺杂浓度对发光体发射光谱的影响.通过对不同结构发光体的余辉衰减特性和热释光谱进行分析,得出不同结构发光体的余辉衰减快慢不同,是由于其基质中存在的陷阱能级深度不同,且陷阱能级越深,余辉时间越长.     

白光LED用K2SiF6∶Mn4+红色荧光材料的制备及发光性能研究

通过液相法制备了白光LED用红色荧光材料K2SiF6∶Mn4+,用X射线衍射、扫描电镜、光致发光(PL)等对该荧光材料进行了表征.结果表明,所制备的荧光材料为较好的单相;在450 nm附近的蓝光激发下,发射出主峰位于631 nm的红光;K2SiF6∶Mn4+荧光材料的内量子效率可达43％;随着温度的升高,Mn4+的红光发射强度呈先升后降的趋势.当温度从室温升至200℃时,Mn4+发射强度仅下降至室温时的91.5％,表现出优良的热稳定性.     

微波辐射下以凹土为原料两步法合成纯4A沸石

以凹凸棒石黏土为原料,在微波辐射下,采用两步法合成了纯4A沸石。考察了浸取液碱浓度、晶化时间、n(SiO2)∶n(Al2O3)对沸石产品的结晶度、纯度、粒径和钙离子交换能力的影响。研究结果表明,碱浓度的增加使4A沸石的结晶度、纯度和钙离子交换能力增加,粒径减少;而4A沸石的结晶度和粒径随晶化时间和n(SiO2)∶n(Al2O3)的增加而增加。当NaOH浓度为5mol/L、微波浸出30min和晶化20min、n(SiO2)∶n(Al2O3)为1.51时,所得4A沸石的结晶度和纯度最好,其钙离子交换能力为336mgCaCO3/g。     

C12A7:Yb3+/Eu3+多晶粉制备及上转换光学性能的研究

通过高温固相法制备不同Yb~(3+)和Eu~(3+)掺杂浓度的C12A7∶Yb~(3+)/Eu~(3+)多晶粉.利用X射线衍射、上转换荧光光谱和CIE色谱图研究了C12A7∶Yb~(3+)/Eu~(3+)多晶粉的晶体结构和荧光性能,结果表明:在波长980 nm激光激发下,C12A7∶Yb~(3+)/Eu~(3+)多晶粉分别于550 nm和663 nm处发射出上转换绿光和红光,它们分别来源于Eu~(3+)离子的~5D_0→~7F_0和~5D_0→~7F_3跃迁.结合上转换布局机制,分析了不同Yb~(3+)和Eu~(3+)掺杂浓度对C12A7∶Yb~(3+)/Eu~(3+)多晶粉光学性能的影响.分析CIE色度光谱,通过改变Yb~(3+)和Eu~(3+)离子掺杂浓度可以使C12A7∶Yb~(3+)/Eu~(3+)多晶粉的发光在黄绿光区域到绿色区域间调节.     

钾长石-硫酸钙-碳酸钙热分解体系产物形成过程的热力学分析

以热力学计算为手段,研究了钾长石-硫酸钙-碳酸钙热分解体系产物的形成过程。研究表明,在富CaO区域,通过固相反应将优先生成2CaO.SiO2、2CaO.Al2O3.SiO2,且随碳酸钙的增加,反应产物最终向2CaO.SiO2和3CaO.Al2O3转化。根据这种趋势可得出,钾长石-硫酸钙-碳酸钙热分解体系的最佳的物料配比为:钾长石CaSO4∶CaCO3=1∶1∶14。     

CaLu2Al4SiO12:Eu3+荧光粉的制备和发光性能研究

现代农业如植物工厂的快速发展对植物照明的需求不断扩大,发光强度高、热稳定性良好的深红色荧光粉是LED人工植物照明光源的关键材料。为研究Eu³⁺在CaLu_2-xAl₄SiO₁₂基质中的发光性能,采用高温固相法合成了新型CaLu_2-xAl₄SiO₁₂:xEu³⁺（x=0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.1）荧光粉,通过多种表征测试技术,系统地研究了荧光粉的晶体结构、微观形貌、荧光性质及热稳定性能,并初步探究了CaLu_2-xAl₄SiO₁₂:xEu³⁺在植物照明领域应用的可能性。通过XRD、Rietveld结构精修、EDS能谱和元素分布分析发现, Eu³⁺成功进入了CaLu₂Al₄SiO₁₂基质中。荧光光谱测试结果表明：在711 nm光的监测下,样品在280—500 nm范围出现了Eu³⁺的特征f-f跃迁吸收峰;在394 nm光的激发下,样品在550—750 nm范围出现了Eu³⁺的⁵D₀-⁷F_J （J=0、1、2、3、4）跃迁发射,其最强发射峰位于711 nm（⁵D₀-⁷F₄）处,Eu³⁺的最佳掺杂量x=0.5;Eu³⁺的荧光寿命衰减曲线和荧光发射光谱,证明了Eu³⁺在CaLu₂Al₄SiO₁₂基质中只占据一个晶体学格位;CaLu_1.5Al₄SiO₁₂:0.5Eu³⁺荧光粉在423 K下的发射峰积分强度为室温下的91.75%,表明了该荧光粉具有良好的热稳定性;CaLu_2-xAl₄SiO₁₂:xEu³⁺的深红色强发射峰位于711 nm处,与植物的光敏色素（P_FR）吸收波段相吻合,表明CaLu_2-xAl₄SiO₁₂:xEu³⁺是一种潜在的可用于LED植物照明的荧光粉。     

EDTA辅助的EG/水混合溶剂热反应合成t-LaVO_4∶Eu~(3+)纳米棒

以体积比1/12的EG/水为溶剂,EDTA为模板剂,通过溶剂热反应合成了四方锆石型(t-)LaVO_4纳米棒。运用XRD、FTIR、SEM、TEM、PL等手段对样品进行了表征,结果表明,纳米棒具有尺寸均匀、结晶度高、表面光滑平整、长径比高等特点;纳米棒沿[001]方向定向生长,EDTA具有调控产物物相及介导纳米晶生长的作用,同时通过加入少量EG,大大增强了EDTA的模板导向能力,改善了产物形貌。荧光测试结果表明,t-LaVO_4∶5%Eu~(3+)中Eu~(3+)的5D0→7F2电偶极跃迁引起的红光窄带发射峰强度最大,其在615 nm与620 nm处劈裂峰的相对强度与纳米棒在[001]方向的定向生长密切相关。     

凹凸棒石黏土煅烧-碱浸法合成纯4A沸石的研究

以凹凸棒石黏土为原料,经过煅烧、酸化、碱浸处理,滤液添加铝源后水热晶化合成了高纯4A沸石.采用XRD、FT-IR和SEM对产品进行了表征.研究了煅烧、晶化时间、SiO2:Al2O3摩尔比对4A沸石合成的影响,结果显示凹土经过煅烧可提高SiO2成分的浸出率和4A沸石的产率;当合成液各组分摩尔比为3.9Na2O:1Al2O3:1.8SiO2:138H2O时,90℃水热晶化5h以上.可合成结晶度高的4A沸石,晶化时间越长,结晶度越高;n(SiO2):n(A12O3)决定沸石合成的种类,合成液中n(SiO2):n(Al203)为1.8～2.8时合成4A沸石,n(SiO2):n(Al2O3)为3时合成4A沸石和X型沸石.