熒光粉的制備及其發(fā)光性能研究

1、BaZr0.9Ti0.05Eu0.05(BO3)3和Sr3Y2-x-y EuxMy (BO3)4(M=Al3+, Gd3+, La3+)熒光粉的制備及其發(fā)光性能研究報(bào)告人：何玲 2011.1.9本月的主要工作：1. 用溶膠凝膠法制備BaZr0.9Ti0.05Eu0.05(BO3)3 熒光粉并研究了它的激發(fā)光譜。2. 硝酸鹽熱分解法制備Sr3Y2-x-y EuxMy (BO3)4(M=Al3+, Gd3+, La)熒光粉.3. 高溫固相法合成Gd2MoB2O9: Eu熒光粉。實(shí)驗(yàn)：1. BaZr0.9Ti0.05Eu0.05(BO3)3的溶膠-凝膠法制備.采用BaCO3(99.5)，H3BO3(

2、99.5), Zr(NO3)4(99), Eu2O3(99.99)，Gd2O3(99.99)和鈦酸四丁酯（99）為初始原料，精確稱量BaCO3(99.5)，H3BO3(99.5), Zr(NO3)4(99), Eu2O3(99.99)，Gd2O3(99.99)， 然后在以上初始原料中加入蒸餾水和少量硝酸使其在電爐上加熱完全溶解，然后加入鈦酸四丁酯，在超生波分散下滴加氨水和無(wú)水乙醇使其形成均勻的溶膠，將溶膠在100烘干后，在1100保溫3h即可得到產(chǎn)物。2. 硝酸鹽熱分解法制備Sr3Y2-x-y EuxMy (BO3)4(M=Al3+, Gd3+, La)熒光粉采用SrCO3(99%), Y2O

3、3(99.99%), Gd2O3(99.99%), Al(NO3)3.9H2O (99%), La2O3(99.99), Eu2O3(99.99) 和H3BO3(99.5)為初始原料，按化學(xué)劑量比精確稱量各初始原料，用硝酸溶解后，將混合溶液在電爐上加熱蒸干，在500的空氣中鍛燒2h然后在1000煅燒10h取出、自然冷卻至室溫得到Sr3Y2-x-y EuxMy (BO3)4(M=Al3+, Gd3+, La)粉末樣品.3. 高溫固相法合成Gd2MoB2O9: Eu熒光粉。以Gd2O3(99.99%), Eu2O3(99.99%)，MoO3(99.5%)和H3BO3(99.5%)為初始原料，H3B

4、O3過(guò)量5%以補(bǔ)償高溫?fù)]發(fā)損失.精確稱量各初始原料后混合研磨均勻，在500加熱2.5h，取出并再次研磨后于900煅燒6h.結(jié)果與討論：1. XRD譜圖圖1給出了BaZr0.9Ti0.05Eu0.05(BO3)3的XRD譜圖，對(duì)其進(jìn)行指標(biāo)化，指標(biāo)化結(jié)果表明所得粉末為很好的單相，晶胞參數(shù)a=b=0.5162(1)nm, c=3.3903(7) nm。 圖2給出了Sr3Y2-x-y EuxMy (BO3)4(M=Al3+, Gd3+, La)系列樣品的XRD譜圖，指標(biāo)化結(jié)果表明樣品都是單相。圖3給出了Gd2MoB2O9: Eu的XRD譜圖，經(jīng)過(guò)指標(biāo)化結(jié)果表明，主相為Gd2MoB2O9: Eu，但是還

5、存在強(qiáng)度較高的Gd2(MoO4)3的相。圖1 圖2 圖32. 真空紫外激發(fā)下發(fā)光性質(zhì)的研究2.1 BaZr0.95Eu0.05(BO3)2和BaZr0.9M0.05Eu0.05(BO3)2 (M= Si4+,Ti4+)真空紫外激發(fā)光譜圖4給出了BaZr0.95Eu0.05(BO3)2和BaZr0.9M0.05Eu0.05(BO3)2 (M= Si4+,Ti4+)在真空紫外下的激發(fā)光譜.從圖中可以看出BaZr0.95Eu0.05(BO3)2 和BaZr0.9Ti0.05Eu0.05(BO3)2的激發(fā)光譜是由四個(gè)分別位于115-135nm，135-160nm，160-210nm，210-235nm

6、的激發(fā)帶組成，其中位于160-210nm的激發(fā)寬帶是由兩個(gè)激發(fā)帶疊加而成。與它們相比，在BaZr0.9Si0.05Eu0.05(BO3)2 中有五個(gè)激發(fā)寬帶，它們分別位于115-135nm，135-160nm，160-180nm， 180-210nm，210-235nm。210nm以前的激發(fā)帶比較復(fù)雜，還沒(méi)有明確歸屬，在Eu激發(fā)的硼酸鹽熒光粉中都可以觀察到一個(gè)位于150-160nm硼酸根的激發(fā)帶1-4，因此在BaZr (BO3)2:Eu中位于135-160nm的激發(fā)帶可以歸屬于硼酸根基質(zhì)的吸收。位于160-210nm的激發(fā)帶由于數(shù)據(jù)不足還不能明確歸屬。在210-235nm的激發(fā)峰歸屬于O2-E

7、u3+的電荷躍遷轉(zhuǎn)移，即電子由配位體O2-（2p6）軌道轉(zhuǎn)移到Eu3+的4f6空軌道1?？梢钥闯鰮诫sSi后，激發(fā)帶強(qiáng)度整體增強(qiáng)，而且原來(lái)在160-210nm處兩個(gè)交疊的激發(fā)帶分裂成了160-180nm和180-210nm兩個(gè)激發(fā)帶，這是由于摻雜Si后在160-210nm處激發(fā)帶變窄，但是引起激發(fā)帶變窄的原因還不能確定。摻Ti后210nm前的激發(fā)峰強(qiáng)度整體下降，而且位于155-180nm的激發(fā)帶強(qiáng)度下降幅度較大，但是210-235nm的激發(fā)帶的強(qiáng)度增強(qiáng)，這是由于Ti4+在230nm附近有吸收6。 圖42.2 Sr3Y2-x-yEuxMy(BO3)4(M=Al3+, Gd3+, La3+) VUV

8、下的發(fā)光性能 在147nm激發(fā)下Sr3Y2-x-y EuxMy (BO3)4(M=Al3+, Gd3+, La3+)的發(fā)射光譜如圖5所示，從圖中可以看出最強(qiáng)發(fā)射峰位于612nm，歸屬于Eu3+的5D0-7F2的電偶極躍遷。發(fā)射強(qiáng)度依次為Sr3Y2-x-yEuxAly (BO3)4 > Sr3Y2-x-yEuxLay (BO3)4 > Sr3Y2-xEux(BO3)4 > Sr3Y2-x-yEuxGdy(BO3)4，因此可以看出Al3+和La3+有利于提高熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度，但是Gd3+的摻雜引起了發(fā)光猝滅。 圖5 下一步工作計(jì)劃：1. 做BaZr0.95xTixEu0.05(B

9、O3)2 系列樣品，并研究其激發(fā)光譜。2. 繼續(xù)合成Gd2MoB2O9: Eu的單相，并研究其發(fā)光性能。Reference1. J. Koike and T. Kojima, J. Electrochem. Soc., 126, 1008（1979）.2. A. Mayolet, W. Zhang, P. Martin, B. Chassigneux, and J. C. Krupa, J. Electrochem.Soc., 143, 330（1996）.3. A. M. Srivastava, D. A. Doughty, and W. W. Beers, J. Electrochem. Soc., 143, 4113（1996）.4. A. M. Srivastava, D. A. Doughty, andW.W. Beers, J. Electrochem. Soc., 144, L190（1997）.5. Li