荧光粉的制备与发光特性的浅议

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1、荧光粉的制备与发光特性的浅议ok3)照射下发出可光，所以当时人们通过这种方法，能过更容易找到矿床。　　Zn2SiO4是一种很好的发光材料基质，呈白色粉末状，易于操作合成;Mn2+掺杂Zn2SiO4是一种高效绿色磷光材料，被广泛应用于等离子体显示板，阴极射线管和荧光灯上。　　本文采用溶胶—凝胶法。参与反应的各组分基本上在分子级混合，且各离子分布均匀，所以较之传统的固相反应法，大大缩短了反应时间(如sol-gel在800度下就得到Zn2SiO4晶相[5])，而且设备简单，易于操作。　　1实验　　1.1Zn2SiO4:Mn的

2、制备：(以下操作分两组同时进行)　　将正硅酸乙酯((C2H5O)4Si)25ml，乙醇(CH3COOH)25ml，蒸馏水15ml并加入少量盐酸(约2ml)催化，搅拌30min水解后得到SiO2溶胶(并用PH试纸调节);取碳酸锌(ZnCO3?2HO2)48.4G和氯化锰(MnCl2?4H2O)4.3g作原料(注意;氯化锰只添加到其中的一组，另一组不用添加)，然后加水溶解并逐滴加入30%的氨水助溶;将Mn2+，Zn2+(摩尔比约为1：100)的溶液加入到SIO2溶胶中，同时迅速开启磁力棒搅拌10~20min后在恒温箱中11

3、0℃环境下蒸干，制得Zn2SiO4:Mn和不含Mn2+的Zn2SiO4胶状固体样品。　　2结果和讨论　　2.1物相分析　　图1是Zn2SiO4:Mn的X射线衍射分析结果，与纯Zn2SiO4的X射线衍射分析结果对比，表明掺杂Mn2+的Zn2SiO4:Mn与不掺杂的X射线衍射图相同，结构相同，与标准卡对比相等，得到的化合物是单一相，其原因是Mn2+的掺杂很少，Mn2+取代了Zn2+形成固体溶胶[6]，由于Mn2+与Zn2+离径相近(rMn=0.80A，rZn=0.74A)。所以观测到的两种物质为单一的，相是相同的。　　2.

4、2激发光谱与发射光谱。　　图2是Zn2SiO4的激发光谱。图3是Zn2SiO4:Mn的激发光谱。　　由图2可看出未掺Mn2+情况下，Zn2SiO4的激发光谱主要有320nm，304nm，370nm，380nm几个吸收峰，其中吸收峰位于λ=320nm处的峰值吸收最强.由图3可看出掺杂Mn2+　情况下.Zn2SiO4:Mn的激发谱中显示了2个主要的吸收峰分别是λ=294nm和λ=422nm，所以由于Mn2+的引人使得基质材料的能带结构发生了变化，而激发谱与材料的能带结构有关。从而掺杂的Zn2SiO4:Mn与不掺Mn2+的Z

5、n2SiO4激发光谱完全不同.　　图4是未掺Mn2+　纯的Zn2SiO4试样发光谱(λ=320nm).在纯的Zn2SiO4的发光峰λ=516nm，λ=625nm，λ=732nm等处但由于发光强度不够，使得发光现象不够明显。图5是掺杂Mn2+的Zn2SiO4:Mn试样发射光谱(λ=294nm)时，然而采用λ=422nm，λ=356nm激发波长，所得谱线发光峰位置并不改变，只是荧光强度改变，通过观察在谱线中有较强的λ=528nm发光峰，同时观察到绿色荧光。　　2.3发光机理　　Zn2SiO4具有硅铍石晶体结构[2]，该结构

6、中所有金属离子均处[1][2]下一页ok3左右的区域内表现出一个较强的激发带，这很可能是电荷迁移跃迁时的Mn2+的4T→6A[4]发射会产生很大的光输出。　　同时应当指出，不同工艺条件下制备的基质材料发光性质不一样，如水热法制备Zn2SiO4:Mn前驱体观察到绿的荧光[3]本实验采用溶胶—凝胶法，Mn2+掺杂的Zn2SiO4材料的发光过程可认为是Zn2SiO4基质吸收光子，电子受激由电子价带被激发到导带后又被缺陷捕获，缺陷与Mn2+的激发产生复合而释放电子形成荧光。由于在不同波长照射下，受工艺条件及基质材料等因素影响下

7、，缺陷与激发态复合不同，致使Mn2+掺杂的Zn2SiO4中观察到蓝光和绿色荧光，例如Mn2+掺杂的Zn2SiO4中有6A1→4T2[2]的d—d跃迁产生，使其形成荧光。　　3结论：　　采用溶胶—凝胶法制备Mn2+掺杂的Zn2SiO4发光材料，由于制备过程中无须机械磨合，不易引进杂质所以纯度高，又由于溶胶由溶液制得，化合物在分子水平混合，故胶粒内化学成分完全一致，掺杂均匀，颗粒细(胶粒尺寸小于0.1μm);所以体系化学均匀性较好。而且合成温度低，粉末活性高;工艺设备简单，易于操作等优点，作为发光材料的实际生产与应用有很好

8、的指导作用。