硼酸鎂與硼酸鈣基質(zhì)發(fā)光材料的制備及發(fā)光性能研究.pdf

1、硼酸鹽基質(zhì)發(fā)光材料已經(jīng)成為目前研究的熱點(diǎn)，并且在制備方面和發(fā)光性能的提升方面取得了一定的成果，但是硼酸鹽基質(zhì)發(fā)光材料的研究體系仍然不足，主要集中在無(wú)水硼酸鹽基質(zhì)的研究方面，只有少數(shù)關(guān)于水合硼酸鹽基質(zhì)的研究。此外，制備方法仍顯單一，主要是高溫固相法，且對(duì)于制備方法、條件與產(chǎn)品形貌、發(fā)光性能之間的關(guān)系研究仍需深入、完善。因此，拓寬硼酸鹽發(fā)光材料的研究體系，并深入研究制備方法、條件對(duì)產(chǎn)品形貌、粒徑及發(fā)光性能之間的聯(lián)系，將有利于對(duì)新型硼酸鹽基質(zhì)

2、發(fā)光材料的研發(fā)，同時(shí)可以促進(jìn)硼酸鹽及硼礦資源的開(kāi)發(fā)與利用。
　　本論文以硼酸鹽基質(zhì)發(fā)光材料為研究對(duì)象，制備得到硼酸鎂與硼酸鈣基質(zhì)發(fā)光材料，對(duì)其進(jìn)行化學(xué)分析，EDS，XRD，IR，SEM，TG-DTA等表征，另外研究了它們的發(fā)光性能，詳細(xì)研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)用水熱法制得納米線組裝的刺球狀2MgO·B2O3·2H2O和納米線組裝的不規(guī)則刺球狀2MgO·B2O3·2H2O∶Eu3+，然后用制備的2MgO·B2O3·2H2O∶

3、Eu3+通過(guò)高溫焙燒得到球團(tuán)狀Mg2B2O5∶Eu3+。最后通過(guò)檢測(cè)表明Eu3+的摻入對(duì)2MgO·B2O3·2H2O的結(jié)晶度、形貌、結(jié)構(gòu)影響都不大。還通過(guò)研究反應(yīng)時(shí)間及Eu3+摻雜量對(duì)2MgO·B2O3·2H2O∶Eu3+發(fā)光性能的影響，確定了最好的制備條件。與焙燒后的Mg2B2O5∶Eu3+的發(fā)光性能相比，2MgO·B2O3·2H2O∶Eu3+、Mg2B2O5∶Eu3+的最高發(fā)射峰分別處在λ=614 nm和λ=592 nm處，依次是紅

4、色發(fā)光和橙色發(fā)光;此外發(fā)現(xiàn)2MgO·B2O3·2H2O∶Eu3+的色純度（紅色）明顯高于Mg2B2O5∶Eu3+的色純度（橙色），表明2MgO·B2O3·2H2O∶Eu3+是一種紅色發(fā)光納米材料，具有形貌規(guī)則、制備溫度低、色純度高的特點(diǎn)。
　　(2)利用水熱法、相轉(zhuǎn)化法，制備得到了八種水合硼酸鈣及以其為基質(zhì)的Eu3+摻雜的發(fā)光材料，并分析了Eu3+的摻入對(duì)其結(jié)構(gòu)、形貌、粒徑等方面的影響，發(fā)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)基本沒(méi)有影響，但對(duì)形貌及粒徑有一定

5、的影響。制備得到的八種水合硼酸鈣基質(zhì)發(fā)光材料分別為:微米片組裝的刺球狀的CaB2O4·0.5H2O∶Eu3+、分散的微米片狀CaB6O10·4H2O∶Eu3+、三角形片聚集狀的CaB6O10·5H2O∶Eu3+、微米帶狀的Ca2B2O5·H2O∶Eu3+、微米棒組裝的刺球狀的CaB3O5(OH)∶Eu3+、微米片狀的Ca2B10O17·5H2O∶Eu3+、納米片聚集體結(jié)構(gòu)Ca2B14O23·8H2O∶Eu3+和納米片組裝不規(guī)則球狀Ca4

6、B10O19·7H2O∶Eu3+。同時(shí)，對(duì)制備的八種Eu3+摻雜產(chǎn)品的發(fā)光性能進(jìn)行了研究，它們的最高發(fā)射峰均對(duì)應(yīng)于Eu3+的5D0-7F2躍遷，主要為紅色發(fā)光。此外我們主要研究了表面活性劑或助劑種類(lèi)、Eu3+摻雜量分別對(duì)這八種水合硼酸鈣基質(zhì)發(fā)光材料發(fā)光性能的影響，還研究了原料種類(lèi)（或制備方法）、反應(yīng)時(shí)間對(duì)Ca4B10O19·7H2O∶Eu3+和Ca2B10O17·5H2O∶Eu3+發(fā)光性能的影響，并獲得了最佳的制備方法及條件。
　

7、　另外通過(guò)焙燒前軀體(Ca2B2O5·H2O∶Eu3+)法制備得到了帶狀結(jié)構(gòu)的Ca3(BO3)2∶Eu3+，并對(duì)比研究了前軀體與它的發(fā)光性能，發(fā)現(xiàn)他們的最高發(fā)射峰位置基本相同，均為紅色發(fā)光，在各自最佳激發(fā)波長(zhǎng)處，Ca2B2O5·H2O∶Eu3+發(fā)光強(qiáng)度的紅橙比竟和Ca3(BO3)2∶Eu3+基本相同，表明Ca2B2O5·H2O∶Eu3+是一種發(fā)光性能良好的紅色發(fā)光材料。此外，首次通過(guò)焙燒前軀體(4CaO·5B2O3·7H2O∶Eu3+)