水热法稀土掺杂LaF3发光材料的制备及其荧光性能研究

稀土掺杂LaF₃发光材料因具有优越的物理与化学性能,已广泛应用于LED显示、照明节能、光学通讯和荧光探针等领域。笔者以氧化镧、氧化铕、硝酸、氟化钠、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为原料,采用简单水热法合成了LaF₃∶Eu³⁺红色荧光粉,并探讨pH值、反应温度以及表面活性剂用量对产物的物相结构、形貌尺寸和荧光性能的影响。研究结果表明:水热产品均是六方晶系的LaF₃∶Eu³⁺纳米晶,晶粒尺寸介于20~100 nm内。荧光结果表明:LaF₃∶Eu³⁺纳米晶在397 nm(7F0→5L6)光源激发下表现出良好的橙红色发射(592 nm,5D0→7F1)。当Eu^3+离子掺杂摩尔浓度为9%时,样品的荧光强度达到最大值,更高的Eu掺杂浓度会引起荧光猝灭。     

铕掺杂Gd2Zr2O7透明陶瓷的制备及闪烁性能

与传统闪烁陶瓷相比,基于立方相Gd₂Zr₂O₇具有高密度、高光学透过率和良好的闪烁性能等特征,本工作采用真空烧结法,成功制备出系列Eu³⁺掺杂Gd₂Zr₂O₇透明陶瓷,研究了掺杂离子及掺杂量对其晶体结构、光学透过率、荧光性能及闪烁性能的影响。结果表明,所制备的透明陶瓷样品具有良好的光透过能力;光谱表征发现,20%Eu³⁺掺杂Gd₂Zr₂O₇具有最佳的光致荧光和辐照发光强度,其最强发射峰位于630 nm。X射线成像实验表明,Gd_1.8Eu_0.2Zr₂O₇透明陶瓷的X射线成像分辨率可达11 lp·mm^–1,具备对不同材质物体的成像应用潜力。在医学成像、工业探伤、高能物理等领域具有潜在的应用价值。     

Sm3+离子激活的Ba3ZnNb2O9荧光粉的制备及发光性能

利用高温固相法合成了不同Sm³⁺掺杂浓度的Ba₃ZnNb₂O₉荧光粉,并利用X射线粉末衍射(XRD)、漫反射光谱(DRS)、荧光发射光谱及荧光寿命等表征手段对样品的结构与发光性能进行了研究。XRD结果显示纯样Ba₃ZnNb₂O₉与Ba₃ZnNb₂O₉:Sm³⁺荧光粉的衍射图完全吻合,表明Sm³⁺离子的少量引入并未对晶体结构产生影响。漫反射光谱显示样品可以被近紫外光有效激发。发射光谱表明存在基质向Sm³⁺离子的能量传递过程,Sm³⁺离子的最佳掺杂浓度为x=0.1。     

MgAl2O4:Ce荧光粉辐照合成及发光机理研究

通过伽马射线辐照辅助聚丙烯酰胺凝胶法合成了MgAl₂O₄和MgAl₂O₄:Ce荧光粉。通过X射线粉末衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、紫外可见分光光度计和荧光分光光度计研究了MgAl₂O₄:Ce荧光粉的晶体结构、表面形貌、光学性质和发光性质;基于实验所获得的结果,分析了纳米级MgAl₂O₄:Ce荧光粉的发光机理。实验结果表明:采用伽马射线辐照辅助聚丙烯酰胺凝胶法制备纯相MgAl₂O₄和MgAl₂O₄:Ce荧光粉的结晶温度要比传统聚丙烯酰胺凝胶法低100 ℃左右;MgAl₂O₄:Ce荧光粉的平均颗粒尺寸为14 nm,Ce离子掺杂后导致样品颗粒细化;Ce离子的掺入,降低了MgAl₂O₄的能带值,改善了其颜色性质和发光性质;当采用275 nm的光去激发MgAl₂O₄:Ce荧光粉时,获得了425 nm和464 nm的蓝光发射。通过能量传递原理分析认为,杂质缺陷（Ce³⁺）在整个发光过程中扮演了重要角色。MgAl₂O₄:Ce作为一种抗辐射能力强的荧光粉,在空间照明领域具有很好的应用前景。     

含钆聚酰亚胺中子屏蔽材料的制备及性能分析

通过硅烷偶联剂对氧化钆(Gd₂O₃)进行表面改性处理制备了改性氧化钆(M-Gd₂O₃);采用水热法合成了Gd-MOF[Gd₄(1,2,4,5-BTEC)₃];将聚酰亚胺(PI)分别与Gd₂O₃、M-Gd₂O₃、Gd-MOF耦合制备了Gd₂O₃/PI、M-Gd₂O₃/PI、Gd-MOF/PI 3种复合屏蔽材料。通过SEM、EDS、FT-IR、TGA对复合屏蔽材料进行表征，结果表明，成功实现了M-Gd₂O₃与Gd-MOF的合成；在钆质量分数为4%时，3种复合屏蔽材料的T_5%均在500℃以上；随着钆质量分数的进一步提高，3种复合屏蔽材料的热稳定性均出现不同程度的下降。拉伸试验结果表明，在钆质量分数为4%时，3种复合屏蔽材料的...     

Gd3+/Ce3+对Tb3+掺杂氟氧化物玻璃发光敏化作用的影响

本文采用高温熔融法制备了Gd/Tb、Gd/Ce、Gd/Ce/Tb掺杂的SiO₂-B₂O₃-BaF₂组分氟氧化物玻璃,通过测试X射线衍射光谱确定了其物相,通过测试其不同波段激发下的荧光光谱研究了不同Gd₂O₃掺量下Tb³⁺的发光性能,并确定了Gd₂O₃更精确的最佳掺量范围。此外,文中通过改变气氛制备了Gd/Ce/Tb共掺杂氟氧化物玻璃,对比研究了Gd³⁺和Ce³⁺对Tb³⁺的敏化作用。结果表明,本文所制备的氟氧化物玻璃都呈稳定的玻璃态;Gd³⁺和Ce³⁺对Tb³⁺的发光都具有敏化作用,且Gd₂O₃掺量为7%(摩尔分数,下同)时敏化效果相较于其他掺量最为显著,超出7%则造成猝灭;Ce₂O_3<...     

磷钒酸盐红色发光粉的制备及性能研究

采用燃烧法合成了一种近紫外激发的Ca3((P,V)O4)2:Eu3+发光材料,用X射线衍射谱、荧光光谱对样品进行了表征。结果表明,荧光粉基质Ca3((P,V)O4)2具有畸变的Ca3(VO4)2的结构,VO34-取代了部分的PO34-,但Ca2+的半径与Eu3+接近,因此Eu3+容易进入晶格,表现出良好的发光性能。荧光光谱分析发现荧光粉可被376 nm紫外光激发,主发射峰值位于620 nm(Eu3+离子的5D0→7F2跃迁)的红光,同时详细研究了Eu3+离子掺杂浓度、引发温度及尿素用量对荧光粉发光性能的影响。     

基于第一性原理计算的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉材料持续发光机理

长余辉材料应用广泛,但种类繁多、发光机理难以被普遍阐释。针对发光–余辉性能好的Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺硅酸盐长余辉材料,构建Sr₂MgSi₂O₇基质、Eu掺杂及(Eu,Dy)共掺杂Sr₂MgSi₂O₇的分子模型,进行第一性原理计算。从电子结构角度解译电子跃迁俘获路径,并阐释Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺的持续发光机理。结果表明：Eu、Dy离子的掺入使Sr₂MgSi₂O₇由间接带隙半导体转变为直接带隙半导体;Dy 5d态主要位于Fermi能级与Eu 5d态之间,并与Eu 5d态存在能量重叠,这证实了Dy³⁺作为电子陷阱的合理性。S...     

共沉淀法制备Al2O3:Eu红色荧光粉及其发光性能研究

用碳酸氢铵和氨水混合溶液作为复合沉淀剂制备了Al2O3：Eu红色荧光粉体。采用X射线衍射（XED）对粉体制备过程中的相变进行了研究。通过荧光分光光度计分析了Eu掺杂浓度和煅烧温度对Al2O3：Eu粉体发光性能的影响。研究结果表明：采用共沉淀法制备工艺，经过1050℃煅烧4h，可以得到发光强度高的荧光粉体。Eu^3＋离子的最佳掺杂浓度为1mol％，在波长为254nm紫外光激发下，最强的发射波长出现在614nm附近。     

硼掺杂Co3O4海胆状微球的制备及其乙醇气敏强化机制

四氧化三钴（Co₃O₄）是一种p型半导体,可作为气体传感材料。非金属硼（B）具有吸电子特性,将其与p型半导体气敏材料进行掺杂,可增加材料的空穴载流子浓度,从而提高材料的气敏性能。本文以六水合硝酸钴[Co(NO₃)₂·6H₂O]、硼酸（H₃BO₃）和尿素[CO(NH₂)₂]为原料,采用低温一步水热法成功制备了B掺杂Co₃O₄海胆状微球。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）和拉曼光谱仪（Raman）对掺杂B前后的Co₃O₄进行结构表征,探究B掺杂对其气敏性能的影响。结果表明：B掺杂对Co₃O₄材料的气敏性能有明显的强化作用。当掺杂摩尔比为Co∶B=8∶1时,B-Co₃O₄对1×10⁵μg/L乙醇的最佳工作温度为180℃,灵敏度响应达到26.8,是相同条件下纯Co₃O₄的4.4倍。B-Co₃O₄在较低的工作温度下,具有良好的灵敏度、选择性和稳定性,是一种性能优良的气敏材料。     

Ce3+–Eu3+共掺Y3Al5O12透明陶瓷荧光性能

Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺(YAG:Ce³⁺)发射谱中红光成分的不足导致了白光LED色温偏高且显色性较差,一种解决方案是引入能发射红光的激活离子与Ce³⁺共掺杂以使YAG:Ce³⁺发射谱红移。本工作报道了Ce³⁺–Eu³⁺共掺Y₃Al₅O₁₂(YAG:Ce³⁺/Eu³⁺)透明陶瓷的制备、结构和荧光性能。该材料体系在Eu含量高达25%时仍保持纯石榴石相结构,且Eu³⁺的荧光猝灭浓度高达9%左右,比Pr³⁺和Sm³⁺等离子更适合用作YAG的红光发射激活剂。YAG:Ce³⁺/Eu³⁺透明陶瓷在蓝光(如442和466 nm)激发下的Ce³⁺荧光发射随着Eu含量的...     

稀土离子掺杂的氯硼酸锶发光材料的合成及光谱性质

通过高温固相法制备了Sr2B5O9Cl:XEu2+:(0.05-X)Eu3+:YTb3+荧光体,讨论了煅烧温度及掺杂稀土离子Eu3+和Tb3+的浓度对荧光体的发光性能的影响。结果表明,Eu3+和Tb3+的最佳掺入量分别为5%和9%,最佳制备温度是900℃,稀土离子Eu2+、Eu3+和Tb3+掺杂的硼酸锶具有良好的发光性能。     

稀土离子掺杂的氯硼酸锶发光材料的合成及光谱性质

通过高温固相法制备了Sr2B5O9Cl:XEu2+:(0.05-X)Eu3+:YTb3+荧光体,讨论了煅烧温度及掺杂稀土离子Eu3+和Tb3+的浓度对荧光体的发光性能的影响。结果表明,Eu3+和Tb3+的最佳掺入量分别为5%和9%,最佳制备温度是900℃,稀土离子Eu2+、Eu3+和Tb3+掺杂的硼酸锶具有良好的发光性能。     

TiO2-SiO2∶Eu3+荧光粉的制备及发光性能的研究

采用溶胶凝胶法制备TiO₂-SiO₂∶Eu³⁺发光材料，通过XRD, FTIR,荧光光谱仪的测试表征材料的结构和发光性能。结果表明，通过溶胶凝胶法成功的制备了TiO₂-SiO₂复合氧化物荧光粉。FTIR证明1070cm^-1为Si-O-Si的反对称伸缩振动，795cm^-1为Si-O-Si的对称伸缩振动，937cm^-1为Ti-O-Si特征峰。荧光光谱表明以465nm为激发波长，Eu³⁺在612nm(⁵D₀→⁷F₂)红色发光最强。Ti/Si为1∶1时，Eu³⁺掺杂浓度为4mol%时发光强度最佳。     

红色荧光粉YAl3(BO3)4:Eu3+的制备及发光性能研究

以稀土氧化物、硝酸铝和硼酸为原料,高温固相反应制备了单相红色荧光粉YAl3(BO3)4:Eu3+,用X射线衍射和发射光谱对荧光粉末的结构和发光性能进行了分析.研究了煅烧温度、Eu3+掺杂量对其发光性能的影响.结果表明,反应物在1 250 ℃下煅烧可制得单相YAl3(BO3)4:Eu3+晶体,在YAl3(BO3)4:Eu3+晶体中,Eu3+取代了YAl3(BO3)4晶体中Y3+,占据了非对称中心格位.在394 nm的紫外光激发下,YAl3(BO3)4:Eu3+荧光粉具有很强的发光性能,与(Y,Gd)BO3:Eu3+荧光粉相比,最强发射线波长由596 nm变为618 nm,由橙红色光变为红色光,色纯度有了很大提高.Eu3+的最佳掺杂量为8%(物质的量分数).     

La2(MoO4)3:Eu3+纳米红色荧光粉的合成及发光特性

以硬脂酸镧和硬脂酸铕为反应物,采用溶剂热法合成了Eu3+离子掺杂的La2(MoO4)3:Eu3+纳米红色荧光粉。利用TEM、 XRD、FL对其形貌、结构和发光性能进行了表征。研究了溶剂种类、反应时间、反应温度、Eu3+掺杂浓度对产物微观形貌和发光性能的影响。结果表明：以异丙醇为溶剂,反应温度180℃、反应时间12h,得到的样品结晶度高、分散性好、形貌均一,粒径小于100nm。该样品可被近紫外光(391nm)和蓝光(462.5 nm)有效激发,最大发射波长位于613.5 nm,为窄带的红光。La2(MoO4)3:Eu3+的发光强度与Eu3 +离子掺杂浓度有关,其最佳掺杂浓度为15%（摩尔分数）。     

硫元素掺杂的超窄带零热猝灭蓝光荧光粉：Rb Na3(Li12Si4O16–ySy):Eu2+

采用传统的高温固相法合成出了硫元素掺杂的具有473 nm和525 nm双发射的UCr₄C₄型Rb Na₃(Li₁₂Si₄O_16–yS_y):Eu²⁺窄带蓝光荧光粉,并在UCr₄C₄结构中实现零热猝灭发光性能,其发光积分强度在250℃下提升至室温的107%。Eu²⁺离子的格位占据分析及缺陷表征揭示了对应的发光调控和零热猝灭机理。采用阳离子取代策略(Ti⁴⁺部分取代Si⁴⁺)成功消除了荧光粉位于525 nm的肩带峰,将蓝光色纯度从61.1%提升至83.7%,使Rb Na₃(Li₁₂Si₃Ti O_16–yS_y):Eu²⁺荧光粉有望成为应用于液晶显示背光的蓝色发光候选材料,为UCr     

氟化钙污泥制备高性能上转换发光微晶玻璃的研究

半导体行业产生的氟化钙(CaF₂)污泥量大且含有絮凝剂等杂质，资源化利用难度大，现阶段主要处理方式为填埋。本文提出了将CaF₂污泥回收制备上转换发光微晶玻璃的资源化技术。将SiO₂、稀土Er₂O₃和Yb₂O₃引入到CaF₂污泥中，通过高温固相熔融法制备了一系列上转换发光微晶玻璃。采用X射线衍射、扫描电镜、荧光光谱等表征手段研究了不同含量CaF₂污泥和不同晶化温度对所得上转换发光微晶玻璃的结构、形貌、上转换发光峰位置、强度和荧光寿命等的作用规律。所得CaF₂基上转换发光微晶玻璃在980 nm激光激发下，能够发射出绿光(523和539 nm)和红光(655 nm)。原料质量配比为84.5%CaF₂污泥-10%SiO₂-0.5%Er₂O₃-5%Yb₂O₃     

镁掺杂四氧化三钴催化环己烷氧化初步研究

以金属有机骨架材料(ZIF-67)为前驱体负载氧化镁(MgO)，制备氧化镁/四氧化三钴(MgO/Co₃O₄)并用于环己烷催化氧化。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、CO₂程序升温脱附(CO₂-TPD)、透射电镜(TEM)等表征技术对MgO/Co₃O₄催化剂进行系统研究。结果表明：低MgO负载量时，MgO与Co₃O₄颗粒均匀分布，两相之间的作用导致部分Mg离子掺杂进Co₃O₄骨架中；在高MgO负载量时，MgO发生严重的团聚，致使其与Co₃O₄的作用减弱。MgO/Co₃O₄-x的催化活性随MgO负载量的增加呈现先增强后减弱的趋势，MgO/Co₃O₄-0.6显示出最佳催化性能，环己烷转化率达到16.5%时，环己醇和环己酮选择性之和...     

W增强Al/Gd2O3双屏蔽复合材料的制备与性能研究

为了屏蔽中子与γ射线的危害,在Al/Gd₂0₃材料中加入W并采用放电等离子体烧结(SPS)制成Al/W/Gd₂O₃复合材料。利用扫描电镜和XRD分析了复合材料的形貌和物相结构;利用蒙特卡罗统计试验方法和粒子传输软件MCNP5对Al/W/Gd₂O₃复合材料屏蔽中子和γ射线的性能进行模拟计算。结果表明,与原铝基复合材料相比,Al/W/Gd₂O₃复合材料的力学性能优异、抗拉强度提高;拉伸断口形貌表明,复合材料断裂模式为穿晶断裂。