Sr_(2-x-y)Ca_xMg_yAl_2SiO_7∶Eu~(2+)发光材料的制备及性能研究

采用溶胶凝胶-燃烧法合成Sr_(2-x-y)Ca_xMg_yAl_2SiO_7∶Eu~(2+)稀土长余辉发光材料,通过TG-DTA、XRD、SEM和荧光光谱分析等方法,研究了材料的结构、颗粒形貌和发光性能,并对Ca~(2+)、Mg~(2+)、Eu~(2+)不同掺杂浓度下的发光性能进行了对比研究。结果表明,适量掺杂Ca~(2+)、Mg~(2+)、Eu~(2+)后,基质的晶格结构并未发生变化,为Sr_2Al_2SiO_7晶粒,粒径在1 um~4 um,其激发光谱是位于峰值340 nm~360 nm的宽带谱,发射光谱峰值位于460 nm~480 nm。掺杂Ca~(2+)、Mg~(2+)后发光强度得到提高,镁元素的掺杂可引起发射波长向长波方向移动,而钙元素掺杂可引起发光强度的增大。影响材料发光性能的主要因素是钙,其次是铕,在实验条件下当Ca~(2+)的掺杂量为0.2,Mg~(2+)的掺杂量为0.1,Eu~(2+)的掺杂量为0.04时发光强度为最大,其发射光谱峰值位于469 nm处,最大发射光谱强度达到了8500。     

红色长余辉发光材料Sr_5Al_2O_7S∶Eu~(2+)的制备及发光性能

以工业铝酸钠溶液制备的氢氧化铝为原料,采用高温固相反应法合成了Sr5Al2O7S∶Eu2+红色长余辉材料。用X射线衍射仪及荧光分光光度计对材料的物相及光谱性能进行了分析,考察稀土掺杂量对样品发光性能的影响。结果表明,在稀土激活剂的掺杂量x(Eu)=6%、硼酸加入量9%、1 200℃烧结8h的条件下合成的样品为Sr5Al2O7S∶Eu2+的纯相,激发光谱位于400～500nm,主发射波长在600nm左右,余辉为桔红色。     

掺杂Ca~(2+)对Sr_2Al_2SiO_7:Eu~(2+)长余辉材料发光性能的影响

本文采用溶胶-凝胶法制备了Sr_(2-x-y)Ca_yAl_2SiO_7:xEu~(2+)(y=0,0.1,0.2,0.3,x=0.04)荧光粉,系统地研究了Ca~(2+)对Sr_2Al_2SiO_7:Eu~(2+)长余辉材料的微观结构和发光性能的影响,以及产生这些影响的机理。通过XRD与SEM分析,发现荧光粉为Sr_2Al_2SiO_7结构且为四方晶系,粒度在70 nm左右。对荧光粉的激发和发射光谱进行了测试,结果表明掺杂Ca~(2+)会使发射峰位置微弱蓝移并当浓度超过0.2%(摩尔分数,下同)后,出现浓度猝灭现象。采用三指数函数模型对余辉衰减曲线进行拟合,发现掺杂Ca~(2+)浓度为0.2%时光子的最大寿命为109 s大于未掺杂Ca~(2+)时的106 s。通过热释光谱测量,估算了其陷阱的深度和密度。分析表明,掺杂Ca~(2+)浓度为0.2%时荧光粉具有较佳的陷阱深度(0.77 eV)与陷阱密度(3.86×10~4(cm~3)~(-1)),表现出优良的余辉性能。     

SiO_2∶Eu~(3+)的制备与发光性能研究

以三氧化二铕和正硅酸乙酯为原材料,利用溶胶-凝胶法、高温机械力化学法合成了SiO_2∶Eu~(3+)粉体.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)表征了材料的结构和形貌,采用激发光谱、发射光谱对荧光粉体的发光性能进行了测量.结果说明:溶胶-凝胶法、高温机械力化学法合成样品的发光性能随着热处理温度的增加先增强后减弱,分别在900℃和600℃达到最好,粉体平均粒度分别为2μm与1μm.与溶胶-凝胶法比较,高温机械力化学法的制备温度降低了300℃.且利用高温机械力化学法制备的样品的发光性能要好于溶胶-凝胶法制备的样品.     

蓝色发光材料Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)的微波合成及性能

采用微波辐射法合成了Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+粉末,研究了微波辐射功率和加热时间对制备Sr2Mg-Si2O7∶Eu2+,Dy3+的影响,确定了微波法合成Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+的最佳条件,并用x射线衍射(XRD)、荧光光谱等测试手段对其进行了表征。XRD结果表明,合成的Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+属于四方晶系。荧光光谱测试表明,用lem=467nm作为监控波长,在200nm~450nm之间有宽的激发光谱,峰值位于398nm。用lex=398nm激发样品,其发射光谱为一宽带,峰值位于467nm。Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+的荧光强度和余辉性能随辐射功率和时间的不同而发生变化,其中以辐射功率720W,反应时间25min时荧光强度最强,余辉时间可达8h。     

Yb~(3+)共掺杂Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料的制备与性能研究

通过高温固相法制备了Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+),Yb~(3+)长余辉发光材料。采用XRD、SEM、激发光谱、发射光谱和余辉衰减曲线对Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+),Yb~(3+)长余辉发光材料的微观结构以及光学性能进行了表征,研究结果表明Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+),Yb~(3+)长余辉发光材料的晶体结构和显微结构均未发生明显变化。Yb~(3+)的引入使得Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)显示出更优良的荧光性能和余辉性能,不同Yb~(3+)掺量对长余辉发光材料的陷阱深度和电子传输速率有显著影响。实验表明,当Yb~(3+)掺杂量为0.03时,Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+),Yb~(3+)的荧光光谱相对强度最强,且表现出最佳的余辉衰减性能。     

Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)发光纳米纤维的制备及表征

采用静电纺丝技术制备了非晶态PVP/[Sr(NO3)2+Mg(NO3)2+TEOS+Eu(NO3)3+Dy(NO3)3]复合纳米纤维,在还原气氛下对其进行煅烧,得到了一维纳米结构的Sr2Mg Si2O7∶Eu2+,Dy3+发光纤维。对其热性能、物相结构、形貌结构及发光性能进行了表征。热分析表明,温度高于800℃时,复合纤维中的水分、有机物、硝酸盐分解挥发完全,样品不再失重;物相分析表明,经1100℃还原气氛焙烧后形成了发育良好的晶相Sr2Mg Si2O7∶Eu2+,Dy3+纳米纤维;形貌分析表明,Sr2Mg Si2O7∶Eu2+,Dy3+发光纳米纤维表面粗糙,平均直径约为350 nm,呈颗粒串珠结构;荧光光谱分析表明,在360 nm的近紫外光激发下,Sr2Mg Si2O7∶Eu2+,Dy3+纳米纤维发射出Eu2+特征的明亮的蓝光,发射峰位于468 nm;余辉衰减曲线表明,Sr2Mg Si2O7∶Eu2+,Dy3+纳米纤维在紫外光照射15 min后其初始余辉亮度达到0.32 cd/m2,肉眼可见。     

Sr_(1-x)Ba_xAl_2O_4∶Eu~(2+)夜光粉的合成与发光性能研究

采用高温固相合成法制备了Sr1-xBaxA2O4:EU2+夜光粉，发现以木炭粉作为还原剂，A12O3与SrCO3的摩尔比为1．85：1,激活剂EU2＋浓度为XEU2＋＝0．05～0．07，反应温度7≥1200℃，灼烧时间3h，并掺人少量H3BO3作助熔剂的条件下，可获得余辉亮度较ZDS型夜光粉好的长余辉发光材料SrA12O4：Eu2+。掺入少量Ba2+取代部分Sr尸+所合成的SY0．8Bao．ZAl2O4：Eu2+同样具有良好的长余辉特性。研究了Sr1-xBaxA2O4:EU2+（X=0．0.0．2）的激发和发射光谱，并对其发光衰减进行了比较和分析。     

Eu~(3+)∶ZnO_(1-x)S_x-SiO_2发光材料的制备与发光性质

采用溶胶凝胶法与沉淀法相结合的方法,制备Eu3+∶ZnO1-xSx-SiO2红色发光材料,通过DTA-TG、IR、XRD、TEM、EDS、激发和发射光谱等测试手段,研究材料的结构和发光性能。DTA-TG结果表明,样品在400℃以上,样品结构基本达到稳定状态;IR测试表明,样品中主要存在Si-O-Si键、Zn-S键、Si-O4基团,温度达到800℃时Zn-S键变强,且Si-O-Si三维网络结构的形成有利于Eu3+的掺杂和发光;1000℃时Si-O4基团发生分裂现象,分为三个峰,同时部分ZnS被氧化为ZnO,该变化破坏了SiO2形成的大的三维网络结构,使Si-O-Si桥氧键断开,形成非桥氧键,此结构不利于Eu3+的发光,说明800℃时样品的发光性能最好。XRD测试表明,样品属于晶态,主要以ZnO、ZnS、Zn2SiO4的形式存在。TEM和EDS结果表明,样品呈类球状,含有Zn、O、Si、Eu、S元素,其中S的含量约为2.40%(原子分数),说明S被有效地掺入样品中。激发和发射光谱测试表明,在612 nm检测波长下,其最佳激发波长为紫外光395 nm,最佳退火温度为800℃,Eu3+最佳掺杂量为10%(原子分数),并证明Eu3+∶ZnO1-xSx-SiO2材料发光强度约是Eu3+∶ZnO-SiO2发光强度的6倍,说明S的引入可以有效的提高发光性能。     

微波辐射法合成Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料及性能研究

以Gd_2O_3、Eu_2O_3和NH_4HSO_4为原料,采用微波辐射法合成了Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料。并用X射线衍射仪、扫描电镜、荧光光谱仪对所得发光材料的物相、形貌和发光性能进行了表征。结果表明,微波辐射30 min可以合成纯相Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料,晶体结构为正交晶系,与Gd_2O_2SO_4结构相同;其形貌不规则,存在团聚现象;Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料呈红光发射,发射光谱由一系列铕离子的~5D_0→~7F_j(j=0,1,2,3,4)能级跃迁的尖峰组成,激发光谱主要由处于200 nm～350 nm的宽激发带和位于397 nm和466 nm的窄激发带组成。     

Sr_2MgSi_2O_7∶Eu,Nd体系中Eu~(2+)向Nd~(3+)的能量传递

通过高温固相法合成了Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Nd3+发光材料,测试了样品的物相结构、可见和近红外激发和发射光谱、荧光寿命等,研究了Eu2+对Nd3+的近红外发光性能的影响及近红外发光相对强度变化的规律,考察了煅烧温度、煅烧时间对近红外发光性能的影响。结果表明,1200℃下煅烧的Sr2MgSi2O7∶0.02Eu2+,0.01Nd3+样品近红外发光强度最强,Eu2+对Nd3+的近红外发光敏化效果最好。证实了在Sr2MgSi2O7∶Nd3+,Eu2+体系中Eu2+通过无辐射传递的模式向Nd3+有效传递了能量。     

Dy~(3+)替位敏化CaWO_4∶Eu~(3+)荧光材料及其发光性能

采用微乳液法合成具有不同Dy~(3+)掺杂浓度的CaWO_4∶Eu3+,Dy~(3+)荧光粉。通过使用TEM和XRD对荧光体的形貌和结构进行表征,荧光分光光度计测试其光致发光谱。实验结果表明,在395 nm光源激发下,Dy~(3+)掺杂浓度为0.5%(摩尔分数)和8%时会极大地提高Eu3+的特征发光;在272 nm光源激发下,0.5%Dy~(3+)掺杂会提高Eu3+的特性发光,而Dy~(3+)高浓度掺杂则抑制CaWO_4基质和Eu3+的特征发光。因此,在紫外光激发下低浓度掺杂Dy~(3+)可以增强CaWO_4∶Eu3+荧光材料的发光特性。     

Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)-转换剂红色光夜光材料的制备及表征

将具有氧蒽结构的光转换剂加入Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉,可以使夜光纤维的发射光谱红移,发出红色光。采用两种不同的偶联剂对发光材料和光转换剂进行偶联,制备一种能够发出红光的发光材料。借助荧光分光光度计、长余辉荧光测试仪检测红光发光性能,比较光转换剂对发光材料的包覆效果,以提高发光材料向光转换剂的能量传递效率,为开发新型的、发光性能较好的红色夜光纤维提供一定的理论依据。     

Eu~(2+)- Mn~(2+)共掺T相硅酸盐荧光粉的制备与发光性能

荧光粉是新一代照明器件的重要组成部分, T相碱土金属硅酸盐荧光粉具有独特的晶体结构,表现出优良的抗发光热猝灭性能。将Mn~(2+)引入具有青绿色发光的(Ba_(0.7)Ca_(0.29)Eu_(0.01))_2SiO_4荧光粉,通过Eu~(2+)-Mn~(2+)能量传递可以实现Mn~(2+)的红光发射。通过高温固相反应法制备了具有不同Mn含量的T相碱土金属硅酸盐荧光粉(Ba_(0.7)Ca_(0.29-z)Eu_(0.01)Mn_z)_2SiO_4。X射线衍射(XRD)图谱表明,所合成的样品都为纯相,晶格常数随Mn~(2+)含量增多而减小。通过稳态荧光发射光谱、激发光谱和荧光衰减曲线研究Eu~(2+)-Mn~(2+)能量传递过程,确认其机制为电多极作用,临界距离为3.433 nm。T相(Ba_(0.7)Ca_(0.29-z)Eu_(0.01)Mn_z)_2SiO_4荧光粉在200℃时的发光强度仍可保持室温时的67%～80%,抗发光热猝灭性能优异。通过改变Mn的含量,可以调控Eu~(2+)的蓝光峰与Mn~(2+)的红光峰之间的相对比例,从而实现从冷白光到暖白光的单一基质白光发射。     

Bi~(3+)和Eu~(3+)在Y_3SbO_7中的发光性能

本文观察不同浓度的Eu~3和Bi~(3+)在具有立方晶系的Y_3SbO_7中发光性能及Bi~(3+)→Eu~(3+)的能量传递。Y_3SbO_7∶Eu~(3+)、Bi~(3+)磷光体在393nm激发下,Bi~(3+)将吸收紫外光的一部分能量传递给Eu~(3+),使其红光发射增强。其余的能量则以兰光(440nm)和绿光(540nm)发射。其“相对强度比”与合成温度有关,该磷光体可能是一种在多波段发光的新材料。     

Co~(2+)掺杂YPO_4:Eu~(3+)荧光材料的水热合成及其发光性能

采用水热法合成了Co2+掺杂YPO4:Eu3+荧光材料,并用XRD、XPS、FT-IR和荧光光谱对合成产物的晶体结构、元素价态和发光性能进行研究。结果表明,所合成样品均是纯相四方晶系磷钇矿结构的Co2+掺杂YPO4:Eu3+晶体,在紫外光激发下可有效地发射出Eu3+特征橙红色光,荧光寿命约为4.6ms。少量Co2+、Eu3+共掺杂对合成产物基质的物相组成和晶体结构并无明显影响,但对其发光性能却有重要影响,所制备YPO4:2%Eu3+,0.10%Co2+样品位于595nm处的发射峰强度比YPO4:2%Eu3+样品的提高了21.1%左右。     

Eu~(3+)掺杂In_2O_3纳米纤维的制备及其发光性能研究

利用静电纺丝和高温煅烧相结合的方法制备了一维Eu~(3+)掺杂In_2O_3无机纳米纤维,并对其发光性能和发光机理进行研究。借助SEM、TG、XRD和EDX对样品的形貌、热分解、晶相和成分进行分析,利用荧光分光光度计测试了样品在室温下的光致发光性能。结果显示,静电纺Eu~(3+)掺杂前驱体纤维成型良好,经700℃煅烧5 h制备的In_2O_3∶Eu~(3+)纳米纤维仍保持纤维状形貌,但纤维直径与前驱体纤维相比明显减小;样品XRD衍射峰均与立方铁锰矿型In2O3的衍射峰一致,没有出现Eu_2O_3的衍射峰,样品EDX能谱分析表明煅烧后样品中含有In、O、Eu元素,且Eu含量与实际掺杂浓度接近。样品的室温发射光谱显示,经290 nm光激发后,在597 nm、612 nm和629 nm处出现Eu3+的发射峰,其中612 nm处的发射峰强度最大。     

熔盐法合成红色荧光粉CaWO_4∶Eu~(3+)及其发光性能的研究

采用熔盐法在800℃条件下合成了红色荧光粉CaWO4:Eu3+。通过多种手段对样品进行了表征,并与固相法样品进行了对比。XRD结果表明所合成的荧光粉衍射峰位置和标准卡77-2233一致,为单一四方晶系的白钨矿结构;SEM结果表明荧光粉形貌规则,粒度分布均匀,分散性较好;光谱结果显示荧光粉的发射主峰位于614 nm处,激发主峰位于393 nm处,为近紫外激发,色坐标为(0.661,0.343),且色纯度与商品粉相当。由于CaWO4∶Eu3+用熔盐法合成具有工艺简单、能耗低、周期短等特点,合成样品粉体形貌好、粒度分布均匀、结晶度高,样品质量不低于固相法样品,因此,该方法值得研究者关注。     

CdS/Eu~(3+)-TiO_2复合光催化剂制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制备了复合光催化剂CdS/TiO2和CdS/Eu3+-TiO2。利用XRD、UV-Vis漫反射光谱对样品进行了表征。以可见光分解水制氢为探针反应考察了催化剂的活性。结果发现Eu3+掺杂TiO2后抑制了TiO2晶粒生长,提高了光生电子和空穴的分离,从而提高了复合光催化剂的活性。     

Origin of the red luminescence in Sr_3Al_2O_6:Eu phosphor ——From the synergetic effects of Eu~(2+) and Eu~(3+)

In order to uncover the real origin of red luminescence from Sr_3Al_2O_6:Eu and the physical mechanisms that were involved in the dynamical process of luminescence, variant amount of Eu and Dy activated Sr_3Al_2O_6 phosphors were synthesized with the solid-state reaction and the combustion-assisted solid-state reaction, respectively, using the fine graphite powder or the mixed H_~(2+)N_2gases as a reducing agent. The phase was examined with XRD analysis and the photoluminescence properties were characterized by a fluorescence spectrometer. Although the phosphors possessed the same Sr_3Al_2O_6 phase, different emission colors(red or green) were obtained, relying on synthesis conditions. The simultaneous existence of Eu~(2+) and Eu~(3+) was not only observed in the emission and excitation spectra, but also identified with the near edge X-ray absorption fine structure spectroscopy(NEXAFS).The mixed valence(higher than +2 and less than +3) of Eu may be related with the six different sites of Sr, whose effective valence ranged from +1.5058 to +2.2698, in the crystal lattice of Sr_3Al_2O_6 that could accommodate Eu. Moreover, the reduction of Eu~(3+) to forming Eu~(2+) depended on the amount of Eu~(3+) or Dy~(3+) doped, due to the different energy barrier in each site of Sr that Eu had to overcome. The residual Eu~(3+), similar to the doped Dy~(3+), played an important role in supplying the hole for Eu~(~(2+)) to form a bound trap(Eu~(2+))* after excitation. During electron returning to the 4f~7 ground state of Eu~(2+), the red luminescence was radiated. Therefore, the synergetic effects of Eu~(2+) and Eu~(3+)(Dy~(3+)) produce red luminescence.