稀土多硼酸鹽熒光材料的合成及性質研究.pdf

1、本論文以三價稀土多硼酸鹽作為研究對象，采用水熱法、溶膠-凝膠法、硼酸熔融法、前驅體熱分解法等軟化學成功合成多種水合和無水多硼酸鹽，并探究了不同發(fā)光中心(Eu3+或Tb3+)在這些基質中的熒光特性，以尋求性能良好的新型熒光劑。另外通過引入Bi3+，采用高溫固相法在常壓下成功得到高壓相β-REB3O6(RE=Sm-Er, Y)，并且首次系統(tǒng)地研究高壓相的熒光，這種方法可以應用到其他高壓體系或亞穩(wěn)體系中，極大程度豐富了硼酸鹽熒光材料的種類。主

2、要研究成果包括以下幾個方面：
　　1.對于β-REB3O6(RE=Sm-Er,Y)體系，利用Bi3+的誘導作用，通過高溫固相法在常壓下成功制備高壓目標相。Le-Bail擬合得到的樣品晶胞參數(shù)隨 Bi3+摻雜量的變化規(guī)律，結合目標產(chǎn)物退火衍射圖確定了Bi3+在不同基質中的固溶區(qū)間。為了更深入研究不同發(fā)光中心在該高壓相中的熒光性質，選擇β-GdB3O6作基質，Bi3+、Eu3+和Tb3+作激活劑，制備一系列樣品。對于Bi3+/Tb3+

3、雙摻樣品，Tb3+摻雜量增加，樣品發(fā)光顏色從藍色-青色-綠色連續(xù)變化；Bi3+/Eu3+雙摻樣品發(fā)光顏色由藍色-紫色再變成紅色。最終通過共摻雜Bi3+、Eu3+、Tb3+三基色發(fā)光中心，得到紫外激發(fā)單一相白色發(fā)光材料，根據(jù)阿倫尼烏斯公式計算所得Bi3+、Tb3+、Eu3+的激活能分別是0.45、0.19和0.23eV，較高的激活能說明β-Gd0.49Bi0.25Tb0.25Eu0.01B3O6有較好的熱穩(wěn)定性。
　　2.通過水熱法

4、和硼酸熔融法分別得到 La1-xEux[B8O11(OH)5](0≤ x≤0.135)和La1-xEux[B5O8(OH)2].1.5H2O(0≤ x≤0.40)兩種水合多硼酸鹽熒光材料，都可以被近紫外LED芯片有效激發(fā)，是潛在的WLEDs紅色熒光劑。將這兩種水合硼酸鹽作為前驅體在一定條件下煅燒得到β-La1-xEuxB5O9，可以有效吸收紫外光發(fā)射色純度較高的紅色熒光。
　　3.利用溶膠-凝膠法制備無水稀土多硼酸鹽α-GdB5O

5、9:Tb3+, Ce3+，還詳細研究了該系列化合物的熒光性質。對于單摻Tb3+體系，激發(fā)光譜中以Tb3+的f-f躍遷為主，是潛在的近紫外LED芯片激發(fā)綠色熒光劑；Ce3+作為敏化劑可以將Tb3+的發(fā)光強度提高5倍左右。
　　4.通過溶膠-凝膠法得到γ-La1-xEuxB5O9，是α、β-REB5O9的第三種同分異構體，通過X-射線粉末衍射數(shù)據(jù)解析得到γ相的結構。系統(tǒng)研究了Eu3+摻雜量和燒結溫度對燒結產(chǎn)物種類的影響。當Eu3+摻雜