添加S及掺杂Dy~(3+)对SrS:Eu~(2+)荧光粉发光性能的影响

采用高温固相法,以糊精为还原剂,在温度为1 150℃、N2-H2(10∶1)的还原气氛中合成了S、Dy~(3+)掺杂的SrS:Eu~(2+)红色荧光粉材料。采用X射线衍射分析(XRD)、荧光分光光度计等对其物相与光学性能进行表征。结果表明,样品在蓝光(波长498nm)激发下,添加的S的质量分数为2%时,SrS:Eu~(2+)荧光粉发出的红光强度最强;Dy~(3+)的掺杂摩尔分数为1%时,试样发出的红光最强。其激发光谱是400~600nm的宽带激发光谱。     

Eu~(2+),Eu~(3+)掺杂对Sr_2MgSi_2O_7荧光粉发光性能的影响

采用高温固相法分别制备Eu2+和Eu3+掺杂的Sr2MgSi2O7荧光粉.在356nm近紫外光激发下,Sr2MgSi2O7:Eu3+荧光粉呈多峰红光发射,主峰位于590nm、615nm、650nm和700nm,分别对应于Eu3+离子5D1→7FJ(J=1,2,3,4)能级的跃迁.在371nm近紫外光激发下,Sr2MgSi2O7:Eu2+荧光粉发射峰介于425~550nm之间,呈蓝光发射,主峰位于476nm,对应Eu2+的4f65d1→4f7跃迁.随着Eu2+浓度的增大,发射峰强度先增大后减弱.     

基于能量传递可调色度ZnNb2O6:Dy3+, Eu3+荧光粉的制备及其发光性能研究

采用传统的高温固相法合成了Dy³⁺/Eu³⁺单掺杂和Dy³⁺,Eu³⁺共掺的具有可调色度ZnNb₂O₆荧光粉。利用X射线衍射、激发和发射光谱、荧光寿命以及扫描电镜（SEM）等系统地分析了上述合成样品。ZnNb₂O₆在200~500 nm有着较宽的吸收带,呈现出具有自激活发光的特性。ZnNb₂O₆：0.08Dy³⁺和ZnNb₂O₆：0.08Dy³⁺,0.03Eu³⁺荧光粉的色度坐标接近标准白光（0.33,0.33）。通过Dy³⁺作为敏化剂,Eu³⁺作为红光发光来调节样品的发光颜色;通过荧光光谱以及荧光寿命衰减曲线确定Dy³⁺至Eu³⁺离子的能量传递机制。分析得出Dy³⁺离子到Eu³⁺离子的能量传递机制遵循非辐射电偶极矩-电四极矩作用。据此,本文制备的ZnNb₂O₆：0.08Dy³⁺,yEu³⁺荧光粉在紫外汞灯白光源和其他固态照明技术中具有一定的应用价值。     

沉淀法制备形貌可控YVO_4:Eu~(3+),Bi~(3+)粉体及其发光性能

采用沉淀法合成了YVO4:Eu3+,Bi3+荧光粉,利用XRD,SEM和TEM对样品的结构和形貌进行表征,并用荧光光谱仪测试了样品的激发和发射光谱。X射线衍射图分析表明,所制得的荧光粉与YVO4的物相一致,样品属于体心四方相。其扫描电镜和透射电镜照片显示颗粒为纺锤形,大小比较均匀,长径为250nm左右,短径为100nm左右。在275nm近紫外光激发下,该荧光粉的发光峰分别归属于Eu3+的5 D0→7 F1(596nm),5 D0→7F2(617nm,621nm),5 D0→7F3(654nm),5 D0→7F4(702nm)辐射跃迁。最强发射位于617nm左右,属于红光。研究了Eu3+浓度对样品发光强度的影响。随着Eu3+浓度的增加,发射峰强度增大,当Eu3+摩尔分数为12%时,峰值强度最大。Bi3+对Eu3+的发光有一定的敏化作用,当Bi3+摩尔分数达到5%时,敏化作用最强。     

不同退火温度下GdF_3∶Eu~(3+)红色荧光粉的发光性能

采用水热法合成了GdF_3∶5%Eu~(3+)红色荧光粉,研究不同退火温度对荧光粉形貌、发光以及显色性能(CIE)的影响。通过比较不同退火温度下荧光粉的发光性能,发现随着退火温度的升高,Eu~(3+)所有发射峰都得到了相应的增强,并且相应的CIE更趋向于红色;但高温退火时,纳米晶之间的团聚更加严重,而且CIE坐标会趋向于某一极限位置。     

近紫外激发新型荧光粉Li_3Zn_(0.5)SiO_4∶Sm~(3+)的制备及光谱性能

用溶胶-凝胶法制备了红橙光荧光粉Li3Zn0.5SiO4∶Sm3+并研究了其发光性能。用X射线衍射、荧光分光光度计对样品进行了表征。结果表明:少量掺杂Sm3+并没有影响Li3Zn0.5SiO4的晶体结构,样品属于正交晶系,空间点群Pmnb(62)。样品的激发光谱主峰位于408nm(6 H5/2→4 L13/2)处。在近紫外408nm的激发下,样品的发射光谱由Sm3+的一系列特征跃迁构成,分别位于566nm(4 G5/2→6 H5/2)、601nm(4 G5/2→6 H7/2)、651nm(4 G5/2→6 H9/2)及710nm(4 G5/2→6 H11/2)。样品在601nm附近表现出良好的红橙光发射。研究了不同Sm3+掺杂量对样品发光性能的影响,随着Sm3+掺杂量增大,样品的发光强度先增大后减小,最佳掺量为3%。     

H_3BO_3对γ-LiAlO_2:Tb~(3+)荧光粉的发光性能的影响

利用柠檬酸溶胶凝胶法合成了绿色发光材料γ-LiAlO2:Tb3+。用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及荧光光谱(PL)等测试手段,研究了助熔剂H3BO3对γ-LiAlO2:Tb3+的物相、形貌和发光性能的影响。结果表明,样品仍为四方晶系,在238nm的紫外激发下,跃迁发射峰位于489nm,542nm,548nm,584nm和620nm,分别对应于Tb3+的5 D4→7F6,5 D4→7F5,5 D4→7F4和5 D4→7F3的能级跃迁。硼酸的加入,有利于样品荧光和形貌的改善,其最佳掺杂摩尔浓度为1.5%。     

橙红色荧光粉Mg2-x SnO4:Eu3+x发光性能的研究

采用高温固相法合成Mg2-xSnO4∶Eu3+x系列橙红色发光粉.用X射线衍射分析测定Mg2-xSnO4∶Eu3+x荧光粉的晶体结构,用F-4600荧光分光光度计测定其激发光谱和发射光谱.结果表明:Mg2-xSnO4∶Eu3+x荧光粉属于正交晶系,在250～370 nm是一个很宽的激发峰,它属于O-Eu的电荷迁移带和Eu3+的f-f高能级跃迁吸收.发射光谱由588 nm、595 nm、598 nm、617 nm4个主要发射峰组成,它们分别属于Eu3+的5D0-7F1(588 nm,595 nm,598 nm)和5D0-7F2(617 nm)跃迁,以5D0-7F1跃迁为主.具体研究激活剂Eu3+的掺杂量对Mg2-xSnO4∶Eu3+x发光粉发光性能的影响.结果表明Eu3+的最佳掺杂浓度为7%.     

Pr~(3+)掺杂的YAG:Ce~(3+)荧光粉的发光性能

以A1(NO3)3.9H2O、Y(NO3)3.6H2O和Ce(NO3)3.6H2O为氧化剂,尿素为还原剂,采用低温燃烧法合成了Pr3+掺杂的YAG:Ce3+光致发光超细荧光粉,研究了镨离子和尿素的掺杂量对YAG:Ce3+粉体发光性能的影响。结果表明,在450℃的低温条件下,利用低温燃烧法可以制备较纯的Pr3+掺杂的YAG:Ce3+荧光粉;掺杂Pr3+增加红光区的发射峰有利于提高YAG:Ce3+荧光粉的显色性;当Pr3+的掺杂量为0.005 0、尿素的添加量按化合价计算的剂量比为1.2倍时用低温燃烧法所制备的YAG:Ce3+超细荧光粉的发光强度最高。     

稀土离子掺杂的YAG：Ce^3＋荧光粉发光性能的研究

为增加LED用荧光粉红色发光成分,用高温固相法在还原气氛下制备掺Gd、Tb、La的YAG：Ce^3＋荧光粉,用F-4600荧光分光光度计测定激发光谱和发射光谱.研究Gd、Tb、La的不同掺入量对YAG：Ce^3＋荧光粉发光性能的影响.结果表明：该荧光粉激发光谱峰值在475 nm附近,发射光谱峰值在540～560 nm之间.掺杂Gd和Tb使得YAG：Ce^3＋荧光粉发射光谱有不同程度的红移,掺Gd的YAG：Ce^3＋荧光粉的发射光谱红移较Tb更明显;掺杂La的YAG：Ce^3＋荧光粉光谱图峰位发生了蓝移.     

Eu3+浓度对Ca3Al2O6:Eu3+晶体结构和发光性能的影响

以β-丙氨酸和尿素为燃料,采用溶液燃烧法在低温450℃下合成制备了Ca3Al2O6:Eu3+荧光粉。样品的发射光谱由位于594 nm、617 nm、653 nm及700 nm处的4组线状峰构成,分别对应Eu3+的5D0→7Fj(j=1~4)特征跃迁,其中617 nm处的峰最强,样品呈现红色发光。考察了Eu3+掺杂浓度对晶体结构和发光性能的影响。结果呈示:随着掺杂浓度的增加晶格常数逐渐减小,[O—Al—O]的对称伸缩振动Raman峰蓝移;在低掺杂浓度时荧光强度逐渐增大,掺杂6%时达到最大,之后出现浓度猝灭现象,猝灭机制为交互作用;Eu3+的5D0→7F2与5D0→7F1跃迁强度比随着掺杂浓度的增加逐渐增大,掺杂的Eu3+主要取代处于非对称中心的Ca2+。     

Ce3+共掺杂BaZn1.06Al9.94O17: Tb3+荧光粉的发光性质及其能量传递机

采用高温固相法合成了BaZn_1.06Al_9.94O₁₇:Tb³⁺,Ce³⁺荧光粉,并对其发光性能和能量传递机理进行了研究.研究结果表明:由于Tb³⁺离子的4f⁸ → 4f⁷5d¹跃迁,使得BaZn_1.06Al_9.94O₁₇:Tb³⁺的激发带中心位于230 nm处.共掺杂Ce³⁺离子后,BaZn_1.06Al_9.94O₁₇:Tb³⁺的激发光谱出现了明显的红移,在240～320 nm范围内的宽带激发归因于Ce³⁺离子的4f → 5d跃迁.由于Ce³⁺与Tb³⁺离子发生了能量传递,使得BaZn_1.06Al_9.94O₁₇:Tb³⁺,Ce³⁺中Tb³⁺离子的⁵D₄ → ⁷F_J(J=6、5、4和3)发射峰的发光强度比未掺杂Ce³⁺离子时提高了约15倍.因此,制备的BaZn_1.06Al_9.94O₁₇:Tb³⁺,Ce³⁺荧光粉可望在照明、显示器件等应用中具有良好的应用价值.     

Separation of red (Y2O3:Eu3+), blue (BaMgAl10O17:Eu2+) and green (CeMgAl10O17:Tb3) rare earth phosphors by liquid/liquid extraction

A novel process for separation of red (Y₂O₃:Eu³⁺), blue(BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺) and green (CeMgAl₁₀O₁₇:Tb³) rare earth fluorescent powders was proposed. At first, the blue powder can be extracted selectively from an aqueous solution using a chelating collector 2-thenoyltrifluoroacetone (TTA) dissolved in heptane at alkaline pH condition, then, chloroform was used for extracting the green powder into organic phase. The red phosphor remains in aqueous phase with potassium sodium tartrate depressant (PST). Therefore, three phosphors can be separated successfully from their artificial mixtures by liquid/liquid extraction, and grades and recovery of separated products reach respectively as follows: red is 96.9% and 95.2%, blue is 82.7% and 98.8%, green is 94.6% and 82.6%. Funded by the Scientific Research Foundation for the Returned Overseas Chinese Scholars, State Education Ministry (ROCS, SEM [2005] No. 383)     

Separation of red (Y2O3: Eu3+), blue (Sr, Ca, Ba)10(PO4)6Cl2: Eu2+ and green (LaPO4: Tb3+, Ce3+) rare earth phosphors by liquid/liquid extraction

A novel process for separation of red (Y₂O₃: Eu³⁺), blue (Sr, Ca, Ba)₁₀(PO₄)₆Cl₂: Eu²⁺ and green (LaPO₄: Tb³⁺, Ce³⁺) fine tricolor phosphor powders was established. First, the green phosphor was extracted and separated from three phosphor mixtures in heptane/DMF(N, N-Dimethylformamide) system using stearylamine or laurylamine (DDA) as the cationic surfactant. Then, after being treated with 99.5% ethanol, the blue and red phosphors could be separated in Heptane/DMF system in presence of 1-octanesulfonic acid sodium salt as the anionic surfactant. Satisfactory separation results have been achieved through two steps extractions with their artificial mixtures. The grades and recovery of separated products reached respectively as follows: red product was 95.3% and 90.9%, blue product was 90.0% and 95.2%, and green product was 92.2% and 91.8%. Funded by the Scientific Research Foundation for the Returned Overseas Chinese Scholars, State Education Ministry (ROCS, SEM [2005] No. 383)     

铕掺杂NASICON结构红色荧光粉制备和发光性能

采用高温固相法在空气气氛中制备了具有NASICON结构的Eu³⁺掺杂Na₃Zr₂Si₂PO₁₂：Eu³⁺红色荧光粉。利用X射线衍射、漫反射光谱、荧光光谱、荧光寿命衰减曲线以及量子效率系统研究了该样品的晶体结构及荧光性能。结果表明,样品XRD图中不含明显的杂峰,表明在实验浓度范围内Eu³⁺的掺杂没有改变基质的晶体结构,样品为单相。合成过程中,需要对样品多次压片烧结,才能获得较好的单相。在近紫外光激发下,样品能发出618 nm红光,荧光强度最大对应的Eu³⁺的掺杂摩尔分数是24%。根据Rexter理论分析,浓度猝灭源于Eu³⁺离子之间的电四极-电四极相互作用。样品在室温下的最高内量子效率和外量子效率分别是61%和15%,荧光衰减的寿命范围在2.08~2.84 ms。样品Na_2.76Zr₂Si₂PO₁₂：0.24 Eu³⁺在150℃时内量子效率约为50%,表明样品具有良好的热稳定性。将样品Na_2.76Zr₂Si₂PO₁₂：0.24 Eu³⁺与394 nm波长的紫外芯片封装成LED灯,显色指数达到75.6.Eu³⁺掺杂Na₃Zr₂Si₂PO₁₂有望作为一种新型红色荧光粉用于近紫外激发白光LED。     

掺杂Li+对荧光粉YBO3:Eu3+发光性能的影响

采用反应条件温和的水热法制备Li+掺杂的YBO3:Eu3+荧光粉。通过掺入不同量的Li+研究其对荧光粉YBO3:Eu3+的物相结构、微观形貌及光致发光特性的影响。用X射线衍射(XRD),场发射扫描电镜(FESEM),荧光分光光度计及X射线能量色散谱仪(EDS)等手段表征材料性能。结果表明:Li+掺杂能够提高荧光粉YBO3:Eu3+的发光强度,最大能提高近20%。发光增强与Li+掺杂量的多少有关,同时也可能与Li+改变YBO3晶体场环境有一定关系。     

Ce3+/Tb3+双掺杂SrAl2Si2O8荧光粉的发光性能及其在测温领域的应用

采用高温固相法在弱还原气氛下制备了系列荧光粉材料Sr_{1-3（x+y）/2}Al₂Si₂O₈:xCe³⁺,yTb³⁺,并通过X射线衍射（XRD）、荧光光谱和荧光强度比（FIR）测温法分析了荧光粉样品的晶体结构、发光性能及其温度传感特性。XRD分析结果表明掺杂离子Ce³⁺和Tb³⁺均占据Sr²⁺格位,并且掺杂少量的稀土离子不会改变基质的晶体结构。荧光光谱分析结果表明在近紫外光激发下,该双掺杂荧光粉的发射光谱显示出Ce³⁺和Tb³⁺离子的特征发射峰,最佳掺杂浓度的荧光粉化学式为Sr_0.865Al₂Si₂O₈:0.05Ce³⁺,0.04Tb³⁺。此外,在不同波长的监测下,测得的激发光谱形状十分相似,表明在该荧光粉中存在着Ce³⁺→Tb³⁺能量传递过程。FIR测温法计算结果表明该荧光粉的相对灵敏度随温度的升高而升高,在520 K时有最大值为0.022 4 K^-1。研究结果表明该荧光粉具备的优异光学性能和温度传感性能使其成为一种具有应用前景的测温材料。     

球型CaMoO_4:Eu~(3+)荧光粉的水热合成及其光致发光性质

利用水热法在低温下制备了CaMoO4:Eu3+发光材料,考察了不同稀土掺杂浓度等条件对产物性能的影响,并利用X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱(PL)等手段对样品的微观结构和光谱性能进行了表征。结果表明:160℃下水热法制备的CaMoO4为纳米颗粒组装成的球状结构;当Eu3+掺杂质量分数为9%时,CaMoO4:Eu3+荧光粉呈现出2条较强发射峰,其中在615nm处的发光强度最强,红橙比(R/O)为6.5/1。     

可调色荧光粉LaSrZnNbO6:Bi3+,Sm3+的发光性质及Bi3+和Sm3+离子间的能量传递机理

采用高温固相法合成了系列LaSrZnNbO₆:Bi³⁺,Sm³⁺荧光粉,并对其发光性质以及Bi³⁺、Sm³⁺离子间的能量传递机理进行了研究.结果显示,当以Bi³⁺的¹S₀→ ³P₁激发位置(338 nm)激发Bi³⁺和Sm³⁺共掺杂LaSrZnNbO₆荧光粉时,在LaSrZnNbO₆荧光粉的发射光谱中同时出现了Bi³⁺和Sm³⁺的发射峰,表明在LaSrZnNbO₆基质中存在Bi³⁺→ Sm³⁺的能量传递.经计算, Bi³⁺离子和Sm³⁺离子间的能量传递效率可达到86.9%.通过改变Bi³⁺离子和Sm³⁺离子的掺杂浓度可以使LaSrZnNbO₆荧光粉的CIE色坐标由蓝光区域移动至粉白光区域,表明通过调节掺杂浓度可制备出颜色可调谐的荧光粉.