稀土离子掺杂磷酸盐基发光材料的制备及性质研究

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1、学校代码：10135论文分类号：O61学号：20154015002研究生类别：全日制硕士学位论文稀土离子掺杂磷酸盐基发光材料的制备及性质研究PreparationandPropertiesofRareEarthIons-dopedPhosphateLuminescentMaterials学科门类：理学一级学科：化学学科、专业：无机化学研究方向：稀土发光材料申请人姓名：边树勋指导教师姓名：莎仁教授二O一八年六月九日内蒙古师范大学硕士学位论文中文摘要稀土发光材料在生活水平和科技水平提高的过程中扮演着至关重要的角色

2、，诸多领域都离不开它。其中稀土离子作为激活剂类发光材料受3-基质的影响很大，磷酸盐中的PO4可以有效吸收紫外及真空紫外的光子能量，即在紫外及真空紫外区域有宽而强的激发带，可将能量高效地传递给稀土激活离子，所以磷酸盐可作为理想的基质材料。本文选取3+Ca9La(PO4)7、Ca9Gd(PO4)7、BiPO4和Zn3(PO4)2为基质，制备了一系列Eu、3+3+Tb、Dy掺杂Ca9La(PO4)7基、Ca9Gd(PO4)7基、BiPO4基和Zn3(PO4)2基发光材料，通过X射线衍射、红外光谱和荧光光谱等表征手段

3、研究了样品的物相结构和发光性质。3+3+采用溶胶-凝胶法制备了Eu、Tb单掺杂Ca9M(PO4)7(M=La，Gd)3+3+基红色和绿色荧光粉，以及可发射白光的Ca9M(PO4)7:Dy,Eu(M=La，Gd)荧光粉。当pH=2，焙烧温度在700℃到900℃之间时，样品均为正交相Ca9M(PO4)7(M=La，Gd)。通过样品的激发发射光谱可知，3+Ca9M(PO4)7:Eu(M=La，Gd)荧光粉在395nm近紫外光激发下，以613nm3+处的红光发射为主；Ca9La(PO4)7:Tb荧光粉在378nm近紫

4、外光激发下，3+3+以544nm处的绿光发射为主；Ca9M(PO4)7:Dy,Eu(M=La，Gd)荧光粉在388nm近紫外光激发下，获得了白光发射。比较3+3+Ca9M(PO4)7:Eu(M=La，Gd)和MPO4:Eu(M=La，Gd)的发射光谱可知，3+Ca9M(PO4)7:Eu(M=La，Gd)发出的红光色纯度更高，性能更加优良。比3+3+3+较Ca9La(PO4)7:Eu和Ca9Gd(PO4)7:Eu的发射光谱可知，Ca9La(PO4)7:Eu3+的发光强度和红橙比均大于Ca9Gd(PO4)7:Eu

5、，具有更好的应用前景。3+3+采用溶剂热法制备了Eu、Tb掺杂BiPO4基发光材料。随着溶剂热时间的增加（3h～36h），样品逐渐由六方相BiPO4转化为单斜相BiPO4。随着溶剂热温度的升高（140℃～200℃），样品中的部分六方相BiPO4也3-转化为单斜相BiPO4。此外，反应体系中PO4浓度的增大也会引起部分六方相BiPO4转化为单斜相BiPO4。通过样品的激发发射光谱可知，3+57BiPO4:Eu荧光粉在395nm近紫外光激发下，以593nm处的D0→F13+磁偶极跃迁为主，发出橙红色光；BiPO4

6、:Tb荧光粉在378nm波长光激57发下，以544nm处的D4→F5跃迁为主，发出绿光。内蒙古师范大学硕士学位论文3+采用共沉淀法制备了Eu掺杂Zn3(PO4)2基发光材料。当pH＜4时，不能生成Zn3(PO4)2；当4≤pH≤8时，样品为纯α相Zn3(PO4)2；当pH＞8时，样品中出现杂相。当焙烧温度500℃≤T≤700℃时，样品为Zn3(PO4)2α相和γ相的混相；当焙烧温度T≥800℃时，样品为纯α相3+Zn3(PO4)2。通过样品的激发发射光谱可知，α-Zn3(PO4)2:Eu荧光粉在39657nm

7、近紫外光激发下，以593nm处的D0→F1磁偶极跃迁为主，是一种发光性能优良的橙红色荧光粉。3+3+3+本论文以常见的稀土离子Eu、Tb、Dy为激活剂，以磷酸盐Ca9La(PO4)7、Ca9Gd(PO4)7、BiPO4和Zn3(PO4)2为基质，采用合适的方法制备了一系列发光性能优良的荧光粉，丰富了稀土发光材料的研究，为磷酸盐基发光材料的进一步研究提供了基础信息。关键词:稀土离子，Ca9M(PO4)7(M=La，Gd)，BiPO4，Zn3(PO4)2，发光性质内蒙古师范大学硕士学位论文ABSTRACTRare

8、earthluminescentmaterialsplaysakeyroleintheimprovementoflivingstandardsandscienceandtechnology.Theluminescentmaterialswhichtherareearthionswereusedasanactivatorweregreatlyaffectedbythe3-matrix.PO4inpho