稀土摻雜鎢鉬酸鹽發(fā)光材料的合成及發(fā)光性能研究

稀土摻雜鎢鉬酸鹽發(fā)光材料的合成及發(fā)光性能研究

摘要：

稀土摻雜鎢鉬酸鹽是一類具有潛在應(yīng)用價(jià)值的發(fā)光材料，具有較高的熒光量子產(chǎn)率和優(yōu)良的光穩(wěn)定性。本文以鎢鉬酸鹽為基礎(chǔ)材料，采用共沉淀法和高溫固相法制備了不同稀土離子摻雜的鎢鉬酸鹽材料，并對(duì)其發(fā)光性能進(jìn)行了詳細(xì)研究。結(jié)果表明，稀土離子的摻雜改變了鎢鉬酸鹽的發(fā)光性能，在不同波長(zhǎng)下產(chǎn)生了不同的發(fā)光行為。此外，稀土摻雜還顯著提高了鎢鉬酸鹽的發(fā)光強(qiáng)度和長(zhǎng)時(shí)間的光穩(wěn)定性。本研究為稀土摻雜鎢鉬酸鹽的應(yīng)用提供了有益的參考。

關(guān)鍵詞：稀土摻雜，鎢鉬酸鹽，發(fā)光材料，發(fā)光性能，共沉淀法，高溫固相法

1.引言

發(fā)光材料是一類特殊的材料，具有在電磁波作用下發(fā)出不同波長(zhǎng)光的性質(zhì)。近年來(lái)，稀土摻雜鎢鉬酸鹽因其獨(dú)特的發(fā)光特性和廣泛的應(yīng)用前景引起了研究人員的廣泛關(guān)注。稀土離子的引入可以調(diào)控鎢鉬酸鹽的發(fā)光性能，改善其發(fā)光強(qiáng)度和光穩(wěn)定性，從而使得稀土摻雜鎢鉬酸鹽材料在LED照明、激光器、生物醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

2.實(shí)驗(yàn)部分

2.1材料合成

本實(shí)驗(yàn)以鎢鉬酸鹽為基礎(chǔ)材料，通過(guò)共沉淀法和高溫固相法合成了不同稀土離子摻雜的鎢鉬酸鹽材料。

共沉淀法：依次將相應(yīng)比例的鎢酸和鉬酸加入稀土離子溶液中，并在攪拌條件下加入氨水進(jìn)行沉淀反應(yīng)。隨后，將沉淀物用蒸餾水洗滌并干燥，最后在高溫下進(jìn)行煅燒。

高溫固相法：按照一定的摩爾比例將鎢鉬酸鹽和稀土離子粉末混合，加入石英坩堝中進(jìn)行熱處理。最后，將樣品冷卻至室溫并得到目標(biāo)產(chǎn)品。

2.2發(fā)光性能測(cè)試

采用熒光光譜儀對(duì)合成的稀土摻雜鎢鉬酸鹽材料進(jìn)行發(fā)光性能測(cè)試。通過(guò)變化激發(fā)光源的波長(zhǎng)和強(qiáng)度，記錄不同條件下的發(fā)光波長(zhǎng)、強(qiáng)度和峰值位置。

3.結(jié)果與討論

3.1合成材料的表征

通過(guò)X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和能量色散X射線譜能譜儀（EDS）對(duì)合成的稀土摻雜鎢鉬酸鹽材料進(jìn)行表征。XRD結(jié)果表明，合成的材料具有單一的結(jié)晶相且高度純凈。SEM和EDS結(jié)果顯示，摻雜的稀土離子均勻地分布在鎢鉬酸鹽晶體中。

3.2發(fā)光性能研究

在不同波長(zhǎng)和強(qiáng)度激發(fā)下，稀土摻雜鎢鉬酸鹽材料展現(xiàn)出不同的發(fā)光行為。其中，Eu3+離子摻雜的樣品在紫外光激發(fā)下呈現(xiàn)出明顯的紅光發(fā)射峰，且具有較高的熒光強(qiáng)度。而Nd3+離子摻雜的樣品則在激發(fā)光波長(zhǎng)為980nm時(shí)呈現(xiàn)紅光發(fā)射，適用于紅光激光器的制備。Tb3+離子摻雜的樣品在綠光、紅光和藍(lán)光激發(fā)下分別呈現(xiàn)出亮綠色、橙紅色和淺藍(lán)色的發(fā)射。這些結(jié)果表明，稀土摻雜鎢鉬酸鹽材料具有可調(diào)控的發(fā)光性能，為燈具、顯示屏、激光器等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新思路。

此外，稀土摻雜還顯著提高了鎢鉬酸鹽材料的發(fā)光強(qiáng)度和長(zhǎng)時(shí)間的光穩(wěn)定性。長(zhǎng)時(shí)間光照實(shí)驗(yàn)證明，摻雜稀土離子后的樣品發(fā)光強(qiáng)度較高且保持穩(wěn)定，表明稀土摻雜對(duì)鎢鉬酸鹽材料的長(zhǎng)時(shí)間發(fā)光性能有明顯的改善作用。

4.結(jié)論

本研究成功合成了稀土摻雜鎢鉬酸鹽材料，并對(duì)其發(fā)光性能進(jìn)行了詳細(xì)研究。結(jié)果表明，稀土摻雜改變了鎢鉬酸鹽的發(fā)光行為和光穩(wěn)定性。稀土摻雜鎢鉬酸鹽材料具有較高的發(fā)光強(qiáng)度和長(zhǎng)時(shí)間的光穩(wěn)定性，對(duì)于LED照明、激光器和生物醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本研究為稀土摻雜鎢鉬酸鹽材料的應(yīng)用提供了有益的參考本研究成功合成了稀土摻雜鎢鉬酸鹽材料，并對(duì)其發(fā)光性能進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示，不同稀土離子的摻雜能夠調(diào)控鎢鉬酸鹽材料的發(fā)光行為，包括發(fā)射波長(zhǎng)和熒光強(qiáng)度。Eu3+離子摻雜的樣品在紫外光激發(fā)下呈現(xiàn)出明顯的紅光發(fā)射，而Nd3+離子摻雜的樣品則適用于制備紅光激光器。Tb3+離子摻雜的樣品在不同波長(zhǎng)激發(fā)下呈現(xiàn)出不同顏色的發(fā)射。此外，稀土摻雜還顯著提高了鎢鉬酸鹽材料的發(fā)光強(qiáng)度和長(zhǎng)時(shí)間的光穩(wěn)定性。這些結(jié)果表明，稀土摻雜鎢鉬酸鹽材料具有可調(diào)控的發(fā)光性能，并為