光转换剂/Sr_4Al_(14)O_(25)红色荧光粉的制备与表征

采用硅烷偶联剂将一种氧蒽结构的光转换剂结合到Sr_4Al_(14)O_(25)∶Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉表面,铝酸锶能够储存光能并发出蓝绿光,光转换剂将铝酸锶发出的蓝绿光转换成红光,因此得到光转换剂/铝酸锶红色发光材料。利用扫描电镜、分光光度计、余辉亮度仪和辐射光谱分析仪对红色荧光粉的形貌和发光性能进行了分析与表征。结果表明:光转换剂成功地结合在Sr_4Al_(14)O_(25)的表面,当光转换剂浓度为5%,硅烷偶联剂浓度为1.25%时,红色荧光粉有301、350和539nm 3个激发峰,主发射峰位于601nm,此时所制样品的初始余辉为0.7084cd/m~2,色坐标为(0.5925,0.3605),色纯度为0.9095;探究了光转换剂和偶联剂浓度对样品发光性能的影响,当光转换剂浓度为5%,硅烷偶联剂浓度为1.25%时,样品既能保证较高的色纯度也具有优异的余辉性能。     

有机分子表面修饰SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉杂化材料研究进展

铕、镝共掺杂的铝酸锶(SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+))无机荧光粉是一种重要的发光材料,将其与有机分子相结合有望成为具有卓越性能的新型光电功能材料。概述了有机分子表面修饰/SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)杂化材料的研究进展,重点介绍了杂化材料的制备及发光性质等,并简要展望了这类材料的发展前景。     

CaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)发光材料在自发光型人造石中的应用研究

通过研究三乙醇胺有机改性剂对内掺铕镝离子的铝酸钙(CaAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+))发光材料的改性机理及工艺,将包覆改性的CaAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)发光材料应用到人造石的合成工艺中,制备出以改性造纸白泥废料为填料,不饱和聚酯树脂(UPR)为粘结剂的自发光型人造石。掺杂20%(wt,质量分数)的CaAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)发光材料制得的自发光型人造石,在测试光源光照1min后的发光强度达到1497mcd/m2,抗折强度为27.5MPa,具有较好的自发光性能和抗折强度。     

基于铝酸盐类长余辉材料的Fe3+荧光探针

SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)是常见的长余辉发光材料,具有良好的发光和余辉性能,能够作为荧光共振能量转移(FRET)体系中能量供体,使探针具备在无光源激发条件下的检测能力.但其易发生水解反应而失去光学性能,这限制了其应用.对SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)进行表面修饰改性,并以其为基体制备可利用余辉进行检测的荧光探针具有重要的研究意义.本文利用正硅酸乙酯(TEOS)在酸性条件下的水解缩合在SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)表面包覆SiO_2以提高其耐水性,并通过硅烷偶联剂将其与罗丹明B连接构成一种新型荧光探针.采用扫描电镜、荧光光谱等检测手段对所制备探针进行表征,并分别研究了探针在有、无光源激发条件下的检测性能.结果表明,制备的探针对Fe~(3+)有较特殊的响应,可用于检测溶液中的Fe~(3+).该探针在光源激发下可定量检测溶液中100～500μmol/L浓度范围内的Fe~(3+),在无光源激发条件下可利用自身余辉检测溶液中500μmol/L以上浓度的Fe~(3+).     

荧光-麦秸纤维/PP复合材料的制备及其性能

以麦秸纤维为基础原料,SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉为添加剂,采用热压工艺制备出荧光秸塑复合材料,研究了SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉含量对秸塑复合材料性能的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、电子万能力学实验机、荧光光谱仪、同步热分析红外气质仪等表征材料的微观形貌、力学性能、发射光谱及热稳定性,并利用YH-18W台灯测试材料的余辉性能。结果表明,随着SrAl_2O4:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉添加量的增多,复合材料的力学性能和抗湿胀性能先增后减,均在添加量为15%时性能最优;复合材料的热稳定性和发光强度随着SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉添加量的增多而增强,荧光粉添加量为20%时,复合材料的发光强度最大,达到435 a.u.。日光灯照射10 min后,随着SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉添加量的增多,复合材料的余辉初始亮度增强,余辉衰减时间延长。且30 min后添加量20%复合材料的余辉亮度较其他材料更强;但与添加量15%复合材料的发光强度和余辉亮度相差不大,发光强度差值仅为53 a.u.。综合而言,SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉含量15%的复合材料综合性能最优。     

近紫外白光LED用Ba_3Y_(1-x-y)B_3O_9∶xEu~(3+),yBi~(3+)高效红色荧光粉的制备与发光性能

采用传统高温固相法在较低温度下制备Eu~(3+)/Bi~(3+)共掺杂Ba_3YB_3O_9红色荧光粉,利用XRD仪和荧光光谱仪对样品Ba_3Y_(1-x-y)B_3O_9∶xEu~(3+),yBi~(3+)的晶体结构和发光性质进行了表征。XRD结果表明,Ba_3Y_(1-x-y)B_3O_9∶xEu~(3+),yBi~(3+)为纯相晶体。激发和发射光谱表明,样品可以被近紫外350～420 nm波段激发,最强激发峰位于393 nm,发射光谱呈现出Eu~(3+)的特征峰,谱带峰值位置在593 nm、613 nm,分别对应~5D_0-~7F_1、~5D_0-~7F_2特征跃迁。最强发射对应的掺杂浓度是0.12 mol。Ba_3Y_(0.87)B_3O_9∶0.12Eu~(3+),0.01Bi~(3+)的CIE坐标为(0.643,0.356)时最接近标准红色坐标,获得极佳的演色性。样品Ba_3Y_(1-x-y)B_3O_9∶xEu~(3+),yBi~(3+)可以用作近紫外激发三基色白光LED的红色荧光粉。     

Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料的热劣化机理研究

Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)存在热稳定性不好、热劣化机理不明确的问题,为了探讨其热劣化机理,在不同温度下对其进行热处理,表征了余辉性能和光谱性质,研究了热处理温度对余辉性能和发射强度的影响。结果表明,当热处理温度低于600℃时,余辉性能变化不明显,发射强度随热处理温度升高而缓慢降低;而高于600℃的热处理温度可以使余辉性能显著劣化,且随热处理温度的升高,发射强度呈现先增大后减小趋势,并在900℃附近出现极大值。上述余辉性能劣化和发射强度变化的根本原因是陷阱能级捕获电子能力的减弱,在此基础上提出了Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)热劣化的陷阱能级受热破坏机理。     

长余辉材料Sr_4Al_(14)O_(25)∶Eu~(2+),Nd~(3+)的溶胶凝胶法制备及性能研究

首次研究了以Nd~(3+)离子为辅助激活剂,对Eu~(2+)掺杂的发光材料Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+)余辉性能的影响.用溶胶凝胶法合成了Eu~(2+), Nd~(3+)共掺杂的Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+),Nd~(3+)发光粉末,并用扫描电镜、X射线衍射计、荧光分光光度计、余辉亮度测试仪、热释光剂量计等手段对粉末样品进行了表征.结果表明,在1350℃得到了单一的Sr_4Al_(14)O_(25)相,粉末颗粒平均粒度在1μm左右.Eu~(2+), Nd~(3+)共掺杂的Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+),Nd~(3+)发光粉末有402和485nm两个发射峰,与Eu~(2+)单掺杂的Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+)相比,发射峰位置没有变化,但适量的掺杂可以大大提高余辉时间和余辉亮度,余辉时间可达18h以上.最后通过对热释光谱的分析解释了双掺杂发光粉余辉性能增强的原因,适宜深度的陷阱可以有效存储光能,增强余辉的时间和强度.     

Pr3+掺杂对SrAl2O4:Eu2+、Dy3+磷光体发光性能的影响

用燃烧法制备Pr~(3+)掺杂的SrAl_2O_4:Eu~(2+)、Dy~(3+)长余辉发光粉体,研究了Pr~(3+)掺杂对其发光性能的影响。结果表明,合成的单相SrAl_2O_4样品具有单斜晶系结构,荧光发射光谱是连续宽带谱,峰位于515 nm,激发光谱是峰值在320 nm和360 nm的连续宽带谱。掺杂Pr~(3+)对形成晶粒尺寸均匀的固溶体有一定的促进作用,使其余辉初始亮度为不掺杂时的3倍。     

白色荧光粉NaLa(MoO_4)_2∶Dy~(3+),Eu~(3+)的合成及荧光性能研究

粉。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光光谱(PL)等分析手段对样品的结构、形貌以及发光性能进行了表征。研究了激活剂离子物质的量之比、助剂等反应参数对NaLa(MoO_4)_2∶Dy~(3+),Eu~(3+)发光性能的影响。实验结果表明,随着Eu~(3+)在Dy~(3+),Eu~(3+)的摩尔比中逐渐增大,Dy~(3+)的发射峰逐渐减弱,而Eu~(3+)的发射峰逐渐增强,说明Dy~(3+)和Eu~(3+)之间存在能量传递。助剂的添加有助于发光强度的增强,并对色坐标有改善作用,当添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP-40)为助剂,Dy~(3+)和Eu~(3+)的物质的量之比为1∶2时,荧光粉的色坐标(0.323,0.340)与标准的白光色坐标(0.330,0.330)接近。表明以PVP为助剂,Dy~(3+)和Eu~(3+)双掺杂的NaLa(MoO_4)_2是一种很好的近紫外光激发下的单一基质白色荧光粉。     

EDTA络合法合成SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)及其改性研究

以金属硝酸盐为原料,乙二胺四乙酸(EDTA)为络合剂,采用络合法制备了Eu~(2+),Dy~(3+)掺杂SrAl_2O_4的发光材料,并通过偶联剂改性和接枝聚合的方式制备了发光材料/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料。探讨了焙烧温度对产物结构的影响。采用热重-差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和发光光谱对所制备干凝胶的热分解行为、产物的结晶行为与改性包覆前后结构与发光性能的变化进行了表征。结果表明,在1 000℃相对较低的温度下可以获得单相的SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+),包覆前后材料的结构与发光特性基本未发生变化,而耐水性能得到较大改善,有利于发光材料在潮湿或水性体系中的拓展应用。     

Dy,Cr共掺杂ZnGa_2O_4长余辉纳米粒子的制备及发光性能研究

以乙二醇辅助水热法制备了Dy~(3+),Cr~(3+)共掺杂ZnGa_2O_4的小尺寸、近红外长余辉纳米粒子(PLNPs)。通过优化反应条件、锌的比例和共掺杂稀土离子Dy~(3+)等措施,不仅提高了PLNPs的余辉发光性能,而且有效控制了PLNPs的粒径。结果表明,当起始溶液p H为7、Ga:Zn的比例为2:1.2、Dy~(3+)的掺杂量为1%时,所合成的PLNPs的尺寸在6 nm左右,而且具有良好的余辉发光性能,其近红外余辉时间大于72 h,在高信噪比生物医学成像中具有潜在应用价值。     

Eu3+对Na3Gd2(BO3)3∶Tb3+发光性能的影响及其能量传递

采用高温固相法制备了Na_3Gd_2(BO_3)_3∶Tb~(3+),Eu~(3+)荧光粉,并对样品的物相组成、微观形貌、发光性能和能量传递进行了分析。结果表明,Na_3Gd_(2-x)(BO_3)_3∶xTb~(3+)荧光粉在紫外和近紫外区域有较强的激发峰,在368nm波长激发下,发射光呈绿色,Tb~(3+)最佳掺杂量为x=0.04。随着在Na_3Gd_(1.96)(BO_3)_3∶0.04Tb~(3+)中掺入Eu~(3+),Tb~(3+)对Eu~(3+)产生了以电偶极-电偶极相互作用为主的能量传递,且传递效率随Eu~(3+)掺杂量的增加而逐渐增大。发射光谱中Tb~(3+)的发射峰强度逐渐减弱,而Eu~(3+)的发射峰强度逐渐增强,导致Na_3Gd_(1.96-y)(BO_3)_3∶0.04Tb~(3+),yEu~(3+)荧光粉发光颜色由绿色向橙色变化。     

蓝光发射荧光粉Ba3P4O13∶Eu2+的发光特性及热稳定性

采用固相法在相对较低的温度(~840℃)下合成了一种可被紫外光激发的蓝光发射荧光粉α-Ba_(3-x)P_4O_(13)∶xEu~(2+),详细研究了其物相、发光特性与荧光热稳定性。在360nm紫外光的激发下,样品的发射光谱由峰位处于~439nm的不对称宽带组成。通过激发与发射光谱、荧光寿命测试及结构分析证实该不对称宽峰是由于Eu~(2+)在Ba_3P_4O_(13)中同时占据多个不同的格位所致。此外,Eu~(2+)在α-Ba_3P_4O_(13)中的最佳掺杂浓度约为x=0.06,其荧光猝灭机理为电偶极矩-电偶极矩相互作用。与商用绿色荧光粉(Ba,Sr)_2SiO_4∶Eu~(2+)相比,该荧光粉具有更好的热稳定性。α-Ba_3P_4O_(13)∶Eu~(2+)荧光粉有望在紫外激发的白光LED领域得到应用。     

六方盘状NaYF_4∶Ln~(3+),Li~+微晶的水热合成及其发光性能

以柠檬酸三钠为辅助剂,采用低温水热法合成了不同稀土离子掺杂NaYF_4∶Ln~(3+),Li~+(Ln~(3+)=Dy~(3+),Eu~(3+),Tb~(3+))发光材料。XRD分析结果表明得到样品为六方晶系NaYF_4。SEM图像显示使用柠檬酸三钠为辅助剂,得到由纳米片自组装而成,直径约为2μm,厚度约为200nm的六方盘状结构NaYF_4∶Ln~(3+),Li~+。同时探讨了金属Li+浓度变化对合成NaYF_4∶Ln~(3+)发光材料发光性能的影响,与非掺杂Li+样品比较,Li~+离子的引入能明显提高NaYF_4∶Ln~(3+)的发光性能。     

(M,M′)O-Al_2O_3-SiO_2:Eu~(3+),Bi~(3+)的发光

用分析纯试剂经提纯制备的CaCO_3,SrCO_3,BaCO_3,Li_2CO_3,Al_2O_3,SiO_2,Bi_2O_3,Eu_2(C_2O_4)_3为原料,通过固态反应合成了(M,M′)_(1.920)O·0.1Al_2O_3·1.5SiO_2:Eu_(0.025)~(3+),Bi_(0.04)~(3+)(M,M′为Ca~(2+),Sr~(2+),Ba~(2+)中的任两种)系列发光材料。研究了基质的化学组成对Bi~(3+)敏化Eu~(3+)发光特性的影响规律。实验结果表明,激发Bi~(3+)时Eu~(3+)的发射谱线的分裂和~5D_0—~7F_2/~5D_0—~7F_1跃迁强度比值都受基质阳离子半径的较大影响。各组阳离子组合时Bi~(3+)都能敏化Eu~(3+)的发光。Eu~(3+)的发射以~5D_0—~7F_2跃迁为主,~5D_0—~7F_1跃迁强度较弱。     

Yb~(3+)/Er~(3+)共掺钨钼酸盐上转换发光材料的研究

采用水热法合成了镱离子(Yb~(3+))/铒离子(Er~(3+))分别共掺杂钨酸钆银(AGWO)、钼酸钆银(AGMO),分别制得钨酸钆银∶镱/铒(AGWO∶Yb~(3+)/Er~(3+))上转换发光材料、钼酸钆银∶镱/铒(AGMO∶Yb~(3+)/Er~(3+))上转换发光材料,采用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及荧光光谱仪对合成样品的结构特征、表面形貌以及发光性能进行了表征。研究结果表明:在不同浓度Yb~(3+)和Er~(3+)共掺条件下,所得粉体样品的物相分别与AGWO、AGMO基质物相一致;随着合成条件的变化,样品具有不同的形貌:AGWO∶Yb~(3+)/Er~(3+)呈棒状、AGMO∶Yb~(3+)/Er~(3+)呈粒状;在980nm激光激发条件下,可以观测到波长位于525nm、550nm处的绿色发射光谱和波长位于660nm处的红色发射光谱,分别对应于Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)(525nm)、~4S_(3/2)→4I_(15/2)(550nm)和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)(660nm)特征跃迁。通过对比可发现,在Yb~(3+)/Er~(3+)掺杂浓度相同的条件下,AGMO∶Yb~(3+)/Er~(3+)具有较强的发射强度。     

核壳NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)@nSiO_2@mSiO_2上转换纳米颗粒的合成、叶酸修饰及性能研究

采用水热法成功制备了NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)@nSiO_2@mSiO_2核壳结构上转换发光纳米粒子(upconversion nanoparticles,UCNPs),并用叶酸对其表面进行了修饰,继而通过TEM、XRD、FT-IR、BET以及上转换发射光谱对其形貌、结构和光学性质进行了表征。结果表明,制备的NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米颗粒为纯立方相,表面均匀地包覆了一层SiO_2,显示出明显的核-壳结构,平均粒径为80nm,并且叶酸成功修饰在NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)@nSiO_2@mSiO_2样品表面。在980nm近红外光激发下,该UCNPs具有良好的上转换发光效果,其主要发射峰位于524,541和655nm波长处。该研究可以为开发兼具生物成像和良好载药性能的靶向药物载体提供一定的参考。     

Sm~(3+)掺杂SrMoO_4∶Eu~(3+)发光材料制备及性能研究

采用水热法制备了铕、钐共掺杂的钼酸锶(Sr_(1-x-y)MoO_4∶xEu~(3+),ySm~(3+))系列发光材料,对样品的晶体结构、微观形貌和发光特性进行了研究。结果表明:制备的样品均具有体心四方白钨矿结构;样品的颗粒比较均一,分散性较好,颗粒粒径1~2μm;三价稀土铕离子(Eu~(3+))和钐离子(Sm~(3+))共同掺杂样品的激发光谱由位于350~500nm的系列激发峰构成,同时存在Eu~(3+)和Sm~(3+)的特征激发峰,激发主峰位于395nm和465nm,表明样品能被近紫外光和蓝光有效激发;其发射主峰位于615nm,Sm~(3+)的掺杂能对Eu~(3+)起敏化作用,增强Eu~(3+)的红光发射强度;Eu~(3+)、Sm~(3+)的最佳掺杂量分别为x=0.04,y=0.03,制得的Sr_(1-x-y)MoO_4∶xEu~(3+),ySm~(3+)发光材料的最强相对发射强度达5000(光栅狭窄缝均为5.0测试条件下),具有较好的发光性能。     

凝胶法制备 CaO-Al_2O_3-SiO_2:Eu~(3+).Bi~(3+)发光材料的研究

利用凝胶方法在较低温度下合成了 CaO-Al_2O_3-SiO_2:Eu~(3+),Bi~(3+)发光材料,通过实验确定了最佳化学组成及最佳合成条件。并用 X-射线粉末衍射图推测了结构。通过激发光谱及发光光谱的测试,研究了此种发光材料的发光性能及 Bi~(3+)对 Eu~(3+)的敏化作用。