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。     

红色荧光粉NaBaPO_4:Eu~(3+)的制备及其性能研究

采用高温固相法制备单一六方晶系红色荧光粉NaBaPO4:Eu3+。利用XRD、SEM和荧光光谱等对NaBaPO4:Eu3+粉末的理化特性进行表征,考察了激活剂Eu3+的浓度和助熔剂NH4F用量对粉末的晶体结构和发光性能的影响。结果表明:激活剂Eu3+最大掺入量为20%,助熔剂NH4F的最大掺入量为10%,采用该配比合成得到的荧光粉NaBa0.8PO4具有最好的发光性能。在最强激发波长的近紫外光(≈393nm)激发下,样品发射强的红光(≈613nm)和橙光(≈591nm)。     

Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂NaY(MoO_4)_2荧光粉的制备及其上转换发光性能研究

采用高温固相法合成了一系列Er~(3+)单掺和Er~(3+)/Yb~(3+)共掺NaY(MoO_4)_2荧光粉样品。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光粒度仪和荧光光谱仪分别对样品的相纯度、微观形貌、粒径分布和上转换发光性能进行了表征。在980 nm激光激发下,Er~(3+)单掺和Er~(3+)/Yb~(3+)共掺样品的发射光谱中均能观测到中心波长位于536 nm、560 nm的上转换绿光发射和位于660 nm的红光发射,分别归因于Er~(3+)的~2H~(11/2)→~4I_(15/2)、~4S_(3/2)→~4I_(15/2)和~4F_(9/2)→4I_(15/2)能级跃迁。在Er~(3+)单掺体系中共掺Yb~(3+),可以轻松实现由上转换绿光到红光的转变。NaY_(1-x-y)(MoO_4)_2∶x Er~(3+),y Yb~(3+)样品中最优的Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂浓度和最佳的烧结温度为x=0.04、y=0.5、T=850℃。基于泵浦依赖和能级图,在Er~(3+)单掺和Er~(3+)/Yb~(3+)共掺体系上转换发光过程中所涉及的能量转移机制被详细讨论。     

Tb~(3+)掺杂ZnWO_4基绿色荧光粉的发光性能

以柠檬酸为螯合剂,采用沉淀法制备了稀土Tb3+掺杂的ZnWO4绿色荧光粉前驱体。通过差热分析(DTA)、热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)等手段对产物进行了表征。结果表明,当退火温度低于700℃时,得到的样品为非晶态,而高于850℃退火处理后为单斜结构。使用荧光分光光度计研究了Tb3+在ZnWO4基质中的发光性质。结果显示,ZnWO4:Tb3+样品在544nm波长光的监测下于200~300nm处出现由W→O及Tb→O跃迁共同作用产生的重叠激发峰和系列Tb3+的f-f跃迁锐峰,其中位于488nm处的激发峰非常显著,对应于Tb3+的7F6→5D4跃迁。说明该法制备的荧光粉ZnWO4:Tb3+能够被蓝光有效激发,可以与广泛使用的蓝光LED芯片的输出波长相匹配。在488nm波长光的激发下观察到ZnWO4粉末中Tb3+的544nm(5D4→7F5)强的特征发射,说明ZnWO4:Tb3+粉末可作为白光LED的绿色补偿荧光粉。当以267nm激发ZnWO4:Tb3+时,有宽的WO2-4特征发射峰和Tb3+的5D4→7F6及5D4→7F5跃迁产生的发射峰,随着Tb3+掺杂浓度的增加,WO2-4的特征发射强度逐渐降低,而Tb3+的5D4→7F5跃迁强度增大,表明Tb3+与WO2-4之间有能量转移。     

绿色荧光粉Na_(1-x)Li_xCaPO_4:0.02Eu~(2+)的制备及其性能的研究

采用高温固相反应法制备了稀土掺杂荧光粉NaCa0.98PO4:Eu2+0.02,在波长360nm激发光激发下,荧光粉发射波长在500nm左右的绿光。采用Li+为掺杂离子取代基质晶格中的Na+位,通过杂质离子掺杂量对发光性能影响的研究,获得Li+的最佳掺杂量为5mol%。在波长为360mm近紫外光激发下,Na0.95Li0.05Ca0.98PO4:0.02Eu2+的发射强度是NaCa0.98PO4:Eu0.022+的2.5倍,该荧光粉为适用于近紫外激发的白光LED的绿色荧光粉。     

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。     

F~-掺杂对红色荧光粉NaGd(WMo)O_(8-x/2)F_x:Eu~(3+)的结构和发光特性的影响

采用高温固相法合成了NaGd(WMo)O_(8-x/2)F_x:Eu~(3+)(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)系列红色荧光粉。分别采用X射线衍射、荧光光谱测试手段对所得粉末的晶型及其发光性能进行了表征分析。结果表明,该系列红色荧光粉均为白钨矿四方晶系结构,空间点群结构为I41/a(88),可被近紫外光395 nm有效激发,其最强发射峰位于616 nm处,属于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2电偶极跃迁。F-离子掺杂量为0.2 mol时发光强度最强,与未掺杂F-相比其发光强度提高了41%,其色坐标为(0.653,0.336)。由此可见,NaGd(WMo)O_(7.9)F_(0.2):Eu~(3+)是一种具有潜在应用价值的白光LED红色荧光粉。     

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.     

NH_4Cl助熔剂对固相合成MgMoO_4:Eu~(3+)红色荧光粉结构与发光性质的影响

以MgMoO_4为基质,Eu~(3+)为激活剂,NH_4Cl为助熔剂,采用高温固相法合成白光LED用MgMoO_4:Eu~(3+)红色荧光粉。通过差示扫描量热与热重分析(DSC/TG)研究合成荧光粉的最佳温度,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)研究荧光粉的结构,并用荧光光谱仪对荧光粉的发光效果进行检测。结果表明:用NH_4Cl作为助熔剂,合成MgMoO_4:Eu~(3+)荧光粉的最佳温度为900℃。添加NH_4Cl后,MgMoO_4:Eu~(3+)荧光粉的结构得到优化,颗粒呈椭球形,粒径约为0.5~1μm。395 nm和465 nm波长激发的发射光谱由一系列尖峰组成,分别位于592 nm(~5D_0→~7F_1),615 nm(~5D_0→~7F_2)和699 nm(~5D_0→~7F_4)处,其中615 nm处的发射峰强度最大,属于Eu~(3+)的超灵敏电偶极跃迁。添加NH_4Cl可明显提高MgMoO_4:Eu~(3+)荧光粉的激发与发射峰的强度,最佳添加量(n(NH_4Cl)/n(MgO))为1%,此时发射光谱的强度是未添加NH_4Cl时的7倍左右,395 nm激发的发射光谱对应的最佳Eu~(3+)浓度为0.1,465 nm激发的发射光谱对应的最佳Eu~(3+)浓度为0.15。     

Li_2CaSiO_4:Dy~(3+)发光性能研究

Dy3+掺杂浓度对Li2CaSiO4:Dy3+发光强度、色坐标、衰减行为的影响进行了系统研究。结果表明Li2CaSiO4:Dy3+能被近紫外光有效激发,产生Dy3+特征的蓝光和黄光;Dy3+最优掺杂浓度为2.5%,衰减寿命为0.78 ms;色坐标CIE位于白光区域;Li2CaSiO4:Dy3+是一种潜在的白光LED用荧光粉。     

助熔剂对LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6)O_4)_2:Eu~(3+)红色荧光粉性能的影响

采用高温固相法制备了LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6)O_4)_2:Eu~(3+)白光LED用红色荧光粉。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、荧光光谱仪考察了不同助熔剂对荧光粉的形貌、结构、光学性能的影响,探讨了不同助熔剂的作用机理。结果表明,不同种类助熔剂未改变LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6)O_4)_2的四方晶系白钨矿结构;396nm激发下,添加质量分数为2%的H_3BO_3,LiF或NH_4F使样品的发光强度分别提高了21%,17%,9.6%;而添加2%的Na_2CO_3样品发光强度下降了10.9%。同时,H_3BO_3可有效地减少样品颗粒的团聚,其最佳用量为3%;由于F-声子能量低,可减少能量的无辐射跃迁概率的原因,当以1%H_3BO_3与2%LiF同时作为助熔剂制备荧光粉时,相比未添加助熔剂的样品发光强度提高40%。     

共沉淀法制备白光LED用CaMO_4:Eu~(3+),Bi~(3+)(M=Mo,W)红色荧光粉及其发光性能的研究

采用共沉淀法制备了Ca_(0.93-x)(Mo_(0.9)W_(0.1))O_4∶Eu_(0.07)~(3+),Bi_x~(3+)(0≤x≤0.05)系列样品,通过XRD、SEM及荧光光谱仪对粉体的晶体结构、形貌及荧光性能进行测试和表征。结果表明,Bi~(3+)、Eu~(3+)及WO_4~(2-)的掺杂没有改变CaMoO_4原有的四方晶系体心结构,且样品粒径分布较均匀,无明显团聚现象。随着Bi~(3+)的掺杂,Ca_(0.93-x)(Mo_(0.9)W_(0.1))O_4∶Eu_(0.07)~(3+),Bi_x~(3+)样品的激发光谱带边会发生红移,且激发强度呈现先增强后减弱的趋势,其发射光谱也具有相应的规律,Bi~(3+)的最佳掺杂浓度为x=0.02 mol,在395 nm激发下,样品的发光强度提升至134%;较之商用红色荧光粉Y_2O_2S∶Eu~(3+),Ca_(0.91)(Mo_(0.9)W_(0.1))O_4∶Eu_(0.07)~(3+),Bi_(0.02)~(3+)样品显现出更好的色纯度和发光强度,适合于近紫外LED用红色荧光粉。     

Na_2WO_4:Eu~(3+),Tb~(3+)光致发光材料的发光性质和能量传递

利用溶胶-凝胶法,将激活离子Eu~(3+)和Tb~(3+)以单一或混合的形式掺入体系得到了光致发光材料.分别研究了材料中激活离子Eu~(3+)和Tb~(3+)的含量及其离子之间的能量传递关系.主要利用材料的三维荧光光谱,激发光谱和发射光谱对其的发光性质进行了分析;结果发现,材料中有两个发光中心,分别为Eu~(3+)和Tb~(3+),在不同的波长光的激发下得到的材料的红绿色发光强度不同,而且Eu~(3+)和Tb~(3+)的掺杂浓度比对发光色度影响很大.所以可以根据选择最适合的Eu~(3+)和Tb~(3+)的浓度比来控制材料的发光色,也可以通过不同的激发波长对材料的色度进行微调.     

SiO2@ZnWO4∶Eu3+红色荧光粉的制备及其发光性质研究

以正硅酸乙酯为硅源,用水热法制备了SiO2@ZnWO4∶Eu3+荧光粉,对样品分别进行了X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、荧光光谱(PL)等表征。XRD结果表明,当水热反应温度为180℃,反应时间12小时,可以得到ZnWO4的纯相。TEM和EDS结果表明,样品中含有Si、Eu、O、Zn、W元素。荧光光谱结果表明,SiO2@Zn-WO4∶Eu3+荧光粉能够被393 nm的紫外光激发,在615 nm处发出红色荧光,且SiO2@ZnWO4∶Eu3+荧光粉的发射光谱中电偶极跃迁5D0→7F2强度大于磁偶极跃迁5D0→7F1的强度,表明Eu3+在其中处于没有对称中心的格位。     

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。     

绿色荧光粉LaPO4∶Ce,Tb的发光性能研究

合成了细颗粒灯用绿色荧光粉;对各稀土离子分别进行光谱和发光性能研究,发现Ce3+、Tb3+、Gd3+离子的浓度对荧光粉的亮度有较大影响;该粉主发射峰是545nm,发光亮度高;颗粒较细且粒度分布均匀,平均粒径为3μm～4μm。     

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。     

Y2MgTiO6:Mn4+/Nd3+的制备及近红外发光性能

采用传统的高温固相反应制备了一系列Y₂MgTiO₆:Mn4+/Nd3+下转换材料。利用稳态激发发射光谱以及瞬态荧光寿命等进行了分析, 在Mn4+→Nd3+能量传递过程中, 在331 nm激发下Nd3+产生885 nm和1 085 nm的红外发射对应于4F_3/2→4I_11/2与4F_3/2→4I_9/2能级跃迁。研究结果证实, 双掺Mn4+/Nd3+的Y₂MgTiO₆在1 085 nm荧光强度比其单掺Nd3+的Y₂MgTiO₆增强了5倍。还进一步阐释了Mn4+→Nd3+能量传递主要是共振能量传递的偶极-偶极机制。近红外发光的下转换材料Y₂MgTiO₆:Mn4+/Nd3+对晶体硅太阳能电池的荧光转换层具有很好的应用价值。      

钠离子对KNa4B2P3O13: Sm荧光粉发光性能的增强作用研究

通过高温固相法在硼磷酸盐KNa₄B₂P₃O₁₃基质中掺杂稀土Sm3+离子获得橘红色发光性能,研究了电荷补偿剂Na+对该荧光粉发光性能的影响,开展了粉末X射线衍射、红外光谱、紫外可见漫反射、荧光光谱、荧光寿命及量子效率等测试对材料的物相、形貌和发光性能进行了表征。研究结果表明,该荧光粉的荧光发射源于Sm3+的4G_5/2→6H_5/2（562 nm）、4G_5/2→6H_7/2（598 nm）和4G_5/2→6H_9/2（645 nm）跃迁,Na+的掺杂没有改变Sm3+特征发射峰的形状和位置,增强了其发光强度。Na+浓度为1%时,可使发光积分强度提高48%。此外,掺杂Na+对荧光粉的寿命和色坐标无明显影响,其色坐标均位于橘红色区域。      

红色荧光粉La2O3：Eu3＋的合成及发光性质

利用复合沉淀法制备了性能稳定的红色荧光粉La2O3：Eu3＋,同时研究了煅烧温度及掺杂Eu3＋浓度对La2O3：Eu。’发光性能的影响．通过X射线粉末衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）来表征荧光粉的晶体结构和颗粒大小及形貌：用激发光谱和发射光谱以及荧光衰减曲线来袁征荧光粉的荧光性能．结果表明：煅烧温度在900℃时,所制备样品为六方晶系La2O3：Eun;SEM图显示掺杂Eu0＋含量为5％的La2O3颗粒直径为15μm左右．最大发射波长和激发波长分别为626nm和396nm,发射光谱中596nm和626nm的发射峰对应的是Eu3＋离子的0D—F1和5D—F2跃迁,其荧光寿命为0．754ms．