固相法及燃烧法合成YMoOEu 荧光粉及荧光性能研究

1、固相法及燃烧法合成Y2MoO6Eu3+荧光粉及荧光性能研究 五邑大学本科毕业论文 固相法及燃烧法合成Y2MoO6:Eu3+荧光粉及荧光 性能研究 摘要 荧光粉的合成方法对其性能有很大影响，适当的合成方法可以有效的提高荧光粉的性能。传统的固相法合成的荧光粉性能优秀，不过也存在一定的不足，如：反应的温度相当的高，制备需要的时间也非常的长，能耗相对来说也不低等，在一定程度上增加了制备的成本。相对而言，燃烧法的合成温度较低，反应时间较短，在一定程度上弥补了固相法的缺点。 因此，本文选取Y2MoO6为基质材料，通过掺杂Eu3+离子合成具有红色荧光的荧光粉。采用燃烧法和传统的固相法进行对比，研究了不同合成

2、方法对其荧光性能的研究。并通过TG-DSCDRXSEM扫描电镜激发发射光谱等表征方法来对我们制备的物质的结构、形状样貌还有光谱特征做了一系列的实验探究和学习。通过对测试结果分析可知，两种方法均可制备出具有纯相的Y2MoO6:Eu3+荧光粉。通过对荧光光谱分析可知，固相法合成的样品在1000下具有最高的荧光发射；而燃烧法合成的样品在1100下表现出最好的荧光性能。 关键词：结晶性；燃烧法；固相法；Y2MoO6:Eu3+；荧光性能。 I 五邑大学本科毕业论文 Abstract The way of compounding phosphor has a major impact on its per

3、formance, which can be improved by some proper synthetic ways. It can not be denied that traditional Solid-phase method makes the performance of phosphor excellent. However, it needs a higher compounding temperature, longer reaction time as well as higher energy consumption, which adds up the cost o

4、f production to some extent. Comparativrly speaking, Combustion method has several advantages that can make up for the Solid-phase method. Such as lower compounding temperature and shorter reaction time. Thus, this passage choose as a basic material, adding to compound the phosphor with red fluoresc

5、ent. There is a comparison between the Combustion method and traditional Solid-phase method, which meets our needs to study how performance can be impacted by different synthetic ways. Whats more, we are able to study and analyze the phase structure, the shape as well as the spectral properties of t

6、he synthetic material systematically. The characterization methods to study and analyze the phase structure like scanning electron microscope and stimulating emission spectrum such as TG-DSC, DRX and SEM are available. Through analyzing the result of the test, it can be concluded that both of these

7、two ways can conpound , the phosphor with . In general, the samples conpounded by the Solid-phase method have the highest flourescence emission in 1000 through analyzing flourescence spectrum while the Combustion method in 1100. Key words: crystallinity;combustion method;solid phase method;Y2MoO6;Eu

8、3+ II 五邑大学本科毕业论文 目录 摘要 . I Abstract . II 第1章 绪论 . 1 1.1 各种合成荧光粉方法优劣 . 1 1.2 掺杂Eu3+钼酸盐红色荧光粉的研究 . 错误！未定义书签。 1.3 本课题的研究目的、内容与意义 . 4 第2章 实验部分 . 6 2.1 实验试剂及仪器 . 5 2.2 样品合成 . 6 2.3 测试与表征 . 7 第3章 实验结果分析 . 10 3.1 Y2MoO6:Eu3+荧光粉热重分析 . 9 3.2 Y2MoO6:Eu3+荧光粉XRD结果分析 . 10 3.3 Y2MoO6:Eu3+荧光粉结构分析 . 12 3.4 Y2MoO6:Eu

9、3+荧光粉激发发射光谱分析 . 14 3.5 本章小结 . 17 结论 . 21 参考文献 . 22 致谢 . 24 III 五邑大学本科毕业论文 第1章 绪论 1.1 各种合成荧光粉方法优劣 近年来，随着科学发展和新技术的开发，发光材料发展突飞猛进，使发光材料的合成面临巨大的机遇和挑战。而钼酸盐作为很好的红色荧光粉基质，已引起社会广泛的关注。高温固相法是合成钼酸盐基质的红色荧光粉的最主要方法，可是高温固相法具备着大量的不足，像回应温度高、物质容易凝结成块，排列规整性弱等，所以产生了积累法、水热法、灼烧法、干湿法以及微波制热法等进行制造手段。 1.1.1高温固相法 高温固相法即运用历史悠久的手

10、段，并且也为现在完全出现色彩荧光粉生产化制造的手段。它的关键准备阶段是根据指定的物质计量比和部分纯度的材质彼此融合完全，接着在指定的时间与气温等限制内完成煅烧。有时会通过在煅烧过程中加入尿素等助溶剂来降低煅烧温度，加强物质外形，长处。灼烧的最佳气温与时间普遍应通过测试去验证，但灼烧的情况需要根据使用材质去确定。作用在发光材质属性最显著的为灼烧的气温，于高温固相法内，除温度的影响外，因为材质为大量资源彼此融合完成出来的结果，所以材质的物质度和融合磨制的平衡限制对于操作要求与产品属性存在着明显的作用。 传统高温固相法的优点是技术相对成熟，不用具备繁琐的仪器，操作步骤简约，适宜使用在工业大批量制造。

11、所制造出来的荧光粉物质晶化性质偏强，发光亮度偏亮。高温固相法的不足为配置效果时期久，合成反应温度太高，生产设备维修复杂。同时，所配置的荧光粉物质偏大，硬度过高，物质尺寸较大，粒度排列面积广，满足适宜的物质和它的排列要求难度较高。 高温固相法内作用发光资源物质体积的元素关键存在：物质和其纯度、材质研制期限、有必要新增助燃液体以及助熔液体、配置商品研制期限、煅烧时间及温度等。高温固相法所配置出来的商品大部分都应该被研制，研制手段与期限对荧光粉的物质样貌作用较强，研制之后的荧光粉物质外貌凹凸不平，表层体系也会存在部分破坏。最终导致荧光粉的发光强度降低。 1.1.2 溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法即一类先

12、进的湿化学配置手段。它的关键步骤普遍是把金属醇盐和无机盐或别的有机盐加至有机液体内出现囧啊喂平衡情况的物质。物质和液体通过水解、醇解及合成反应而产生溶胶之后，接着进行烘干操作使其凝固成胶，凝胶之后接着进行烘干。加热的操作，就能够获取理想的产品。选择溶胶-凝胶法配置的颗粒平衡性高，平衡度可以满足对于的物质的能力。促进液体内的离子可以激起平衡的排列于基质晶格内，所获得的物 1 五邑大学本科毕业论文 质的纯度也极其高，在灼烧的步骤内应该配置的物体的发射峰窄化，进一步能够加强发光体的在一定程度上的量子效果与发光亮度。可是溶胶-凝胶法的缺点是，此手段配置的操作难度较高，测验步骤繁琐，同时，溶胶研制成凝胶

13、的时期内，水分难以分解，会导致之后加热操作得到的物质属性偏差。并且，基质内遗留的轻基的高能震动，也会导致一些非福射转移，进一步导致发光体的发光亮度大幅度减少。 1.1.3沉淀法 沉淀法即将凭借水溶性的离子当做原材质，依靠在液相内产生的相关反应，出现了部分沉淀。或者把草酸(H2C2O4)、氨水(NH3H2O)、磯酸氨二按(NH4)2HPO4)、硫化氢(H2S)等积累液体新增至一类或多类存在金属物质的盐液体内，导致它产生其产生溶化难以积累的物质，接着把积累的物质完成过滤、洗漆等环节，最终把烘干后的物质灼烧制冷后得到的荧光体。针对积累法得到的商品，作用在它的属性的元素关键存在：物质在液体内的浓度、积

14、累温度、液体的PH值、液体配置进去的次序和融合速率、积累陈化时间和尾期阶段灼烧气温与时间等元素。和典型高温固相法进行对比。积累法的长处是仪器不复杂、反应气温低、花销少、物质纯度高、尺寸小、物质分布均匀。可是假设得到了养猫好、反应构成单一、同时。物质普遍均衡的积累还应该结合之前提及的大量观点。 1.1.4水热法 水热法实质为一类无机生产手段，发光材质的合配置一般是出于高温高压的条件下，可水热法配置是把材质处于水或水蒸气等液体内完成的相应反应，进一步配置出发光材质。 它的长处为选择低温或中温的液体的手段完成调整，由此资源耗损偏少。在反应阶段内迅速对流的液体内完成，所以产生出来的效率好，得到的物质排

15、列规整、纯度较高。同时操作阶段内不用通过高温灼烧就能够获取结晶性较为优质的物质。并粉体的物质体系排列偏窄，间隔距离适宜。根据调整水热反应阶段内的压力、PH值、反应期限和浓度等限制。能够得到更加优质的对物质属性完成调整。因为反应应该一直于闭合的环境中完成，所以能够配置出部分得到难度较高的物质。 水热法的不足即为配置出来的巧光粉发光品质差，对于材质的需求较多。并且对仪器也具备着一定的要求，所以运行商存在着一定的限制，与工业制造相比，还存在着部分差距。 1.1.5微波合成法 微波配置法即根据部分化学配置叫做反应物，完全侵入至坩埚内，放在微波炉内制热对应的时间，拿出来进行冷却就可以了。微波配置法的明显

16、的长处即：高速、少时、消耗低、运行简约，仅要普通微波炉就能够获得物品。物品通过了研究，大量发光特性以及标准均高于一般规范的手段。物品宽松且尺寸小、排列均衡、颜色纯正、发光亮度高。同时，因为微波配置法制热手段特殊的抉择性以及高速性，所制得的产品有高度的选择性即在发 2 五邑大学本科毕业论文 射特征峰上很少有劈裂的峰并且掺杂离子浓度高，与传统高温方法相比最突出的优点是荧光光谱基本不发生红移。根据微波的特性要求被加热的物质必定存在着部分汇集微波的水平，可大量的发光材质选择的物质是几乎不能汇集微波的氧化物，应该进行对应的解决手段，例于制热材质周围加上微波汇集的物质，就可以顺利使用微波配置法制造发光材质

17、。 1.1.6喷雾热解法 喷雾热解法所需的材质的阶段是通过水、酒精或另外液体把反应材质配置为溶液，接着根据喷雾部件把反应液雾化加入反应部件内，所出现热分解或灼烧等对应的反应，进一步制造出和原始反应物不一样的存在着先进化学构成的超微粒物质。 热解法尤其是在配置大量的复合构成内，尤其是归类精细的粉体材质内存在着显著的长处：产物物质普遍具有同步顺滑的圆形、均衡的体系以及构成、产物构成调整、产物的外貌与属性调整、制备阶段内的持续、不用研制就可以使用此手段制造的材质存在着非汇集、比表尺寸大、物质之中的化学部分一样、分离温度小等长处，所以根据喷雾热解法制造发光材质存在着较好的长处。 1.1.7燃烧法 燃烧

18、法即将均衡融合之后的反应物与灼烧液体放在电炉内制热，现在的驱物满足应该具备的温度后开始，接着反应自动的完成，获得的燃烧产物就是合成产物。 运行灼烧配置法制造巧光材质存在着大量的长处：直接通过制热反应，自动的高温导致反应可以在较少时间中结束；灼烧配置即一个完全配置能够杜绝大量加工阶段内对于物质的破坏，配置的物体品质好、物种单一、尺寸小、不用重复加工、节约资源、花销少、材质的消耗低。操作简便可大规模生产。由于灼烧配置即一个完全配置能够杜绝大量加工阶段内对于物质的破坏，配置的物体品质好、物种单一、尺寸小、不用重复加工、节约资源、花销少、材质的消耗低。不过燃烧合成的时间过短，使得原生产的物品表层面积大

19、，所以发光存在着部分不良作用，必须处于指定的温度中，在短时间内操作，才能够符合理想的品质。 1.2掺杂Eu3+钼酸盐红色荧光粉的研究进展 因为在白光LED的荧光体的指定限制下，稀土Eu3+物质当做彩色荧光粉的促进液体为一个极其正确的决定。在Eu3+物质处在荧光此阿志的非对称地点内的时候，能够完成5D0 7F2转移，出现波长于612nm左右的红光发射。同时，针对基础物质材质去分析，因为钼酸盐结构于近紫外光区存在着宽且高的电荷转移汇集区域，根据紫外促进之后它的能量能够凭借没有辐射转移至促进液体的离子，由此，选择钼酸盐当做基础物质材质，结合稀土Eu3+物质使用于近紫外光激发内的快速红色荧光粉，逐渐得

20、到了人们的重视。 3 五邑大学本科毕业论文 1.2.1稀土Eu3+离子的发光特性 稀土物质独特的4f电子构成等级以及电荷运动区域体系,导致稀土发光材质的汇集、促进以及发射光显示在区间较广同时存在大量的光学光谱以及发光属性。稀土发光材质于白光LED内的运行，已存在着大量的解释，它的特性为： （1）稀土元素4f物质方面体系的属性导致它的化合物存在着大量的荧光特点。不仅仅有Sc3+、Y3+没有4f亚方面，La3+以及Lu3+的4f亚方面是都空或都满，还有稀土物质的4f电子能够于7个4f路径中随机排列，进一步出现大量的电子，能够汇集或传递自紫外光、可光等大量能量的电磁辐射，导致稀土发光材质存在着大量繁

21、琐的荧光属性。 （2）因为稀土元素的4f电子都位于内层轨道上，所以外层s和p轨道对其有比较明显的屏蔽作用，基本上不会受到外界条件的影响，而且4f能级差非常的小，f-f跃迁就会形成不平滑的线状谱图，而且出现的光颜色比较纯粹没有什么其它的杂质色。而在可见光谱范围内，它呈现出来的谱线相当的多，我们通常称这些为窄带发光，并且能够在我们需求的波长区间里能量集中。 （3）不管是物理性质还是化学性质都相对来说比较稳定不易受外界影响而发生变化，能够很好的应对功率较大的电子束、和能量较高的辐射等对其的影响，所以有很多的优点，如：能有效的抵御紫外辐射、耐高温、能够有效的吸收激发能量、能够很快的进行转换或发光等，三

22、基色稀土荧光体的量子效率大部分都超过了90%。 我们通常所说的f-f跃迁就是指的是元素里吸收和传出的能量都是没有填满的4f电子能级间的跃迁变化引起的。当然不是说只要发生了f-f跃迁就能够出现发光现象的，当然也不是说f-f跃迁就一定会顺利完成的，这和我们通常所说的电偶极子。磁偶极子跃迁选择原理息息相关。在这条原理准则里有明确的表示，电偶极子跃迁是一定不可以的，不过因为当三价稀土离子呈现出非反演对称的格位时，就可能会造成被迫可行的电偶极跃迁，然后就出现了发光现象。 Eu3+是我们当前研究力度最大、应用范围最广的红色发光激活剂。Eu+有着4f6的电子组态，能级相对不复杂、单色性相对要好、量子效率也比

23、较高。而有光产生基本上是因为5D0的激发态引起的，所以形成的谱线有813nm(5D07F6 )、741nm(5D07F5)、700nm(5D07F4)、654nm (5D07F3)、615 nm (5D07F2)、592 nm (5D07F1)、578 nm (5D07F0)。而在此之中，5D07F2的跃迁过程我们通常称为超灵敏跃迁，而且跟基质有相当紧密的关联性。稀土离子f-f跃迁基本上都是禁阻跃迁的窄带，强度相对要弱，就不太可能依靠fd跃迁收取激发能量，仅仅只能依靠基质晶格获取或者是那些位于能级相对较低的部分的电荷迁移带获取。通过CTB对激发能量的宽带获取和对稀土离子的能量变化，能够很好的增

24、加其发光效率，也是我们目前使用的较多的一种重要手段。 在那些不是有机的发光物质里，Eu3+的可见光跃迁基本上是5D07FJ(J = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6)的跃迁，而在此之中，能级最大的跃迁是5D07F1或5D07F2，这主要是根据Eu3+此物质里有没有很好的对称性。倘若对称性较比好，就大多数是根据磁偶极跃迁5D07F1这种方式进行；倘若对称性比较差，那么就大多数是根据电偶极跃迁5D07F2为主这种方式进行，而其他跃迁均较弱。 4 五邑大学本科毕业论文 1.3 本课题的研究目的、内容与意义 荧光粉的合成方法对其性能有很大影响，适当的合成方法可以有效的提高荧光粉的性能。传统的固相

25、法合成的荧光粉性能优秀，不过也存在一定的不足，如：反应的温度相当的高，制备需要的时间也非常的长，能耗相对来说也不低等，在一定程度上增加了制备的成本。相对而言，燃烧法的合成温度较低，反应时间较短，在一定程度上弥补了固相法的缺点。本文重点研究固相法和燃烧法各在900，1000，1100，1200四个不同的温度下合成Y2MoO6:Eu3+，从而对其晶体结构和发光性能的基础性研究，对比结晶法和温度对Y2MoO6:Eu3+荧光粉的影响，可为人们研究Y2MoO6:Eu3+荧光粉提供一些理论依据。 5 五邑大学本科毕业论文 第2章 实验部分 2.1 实验试剂及仪器 2.1.1实验所用主要试剂 （1）氧化钇(

26、Y2O3):AR 99.9%；上海思域化工科技有限公司。 （2）氧化铕(Eu2O3):AR99.9%；上海麦克林生化科技有限公司。 （3）氧化钼(MoO30:AR99.9%；上海麦克林生化科技有限公司。 （4）七钼酸铵(NH4)6Mo7O24.4H2O):AR99.9%；上海麦克林生化科技有限公司。 （5）尿素(CO(NH2)2):AR99.9%；上海麦克林生化科技有限公司。 （6）硝酸(HNO3):AR47%;安徽金禾实业股份有限公司。 （7）乙醇(CH3CH2OH):AR99.7%；广东粤侨试剂塑料有限公司。 2.2.2 实验所用测试仪器 （1）玛瑙研钵：产品型号YXY-A01; 锦州市钰

27、祥源玛瑙制品有限公司。 （2）电子天平：产品型号JJ124BC(精确度 0.0001 g)；常州电子分析天平有限公司。 （3）高温箱式电阻炉：产品型号ZDXS9-36-1000(0-1600)；深圳市中达电炉有限公司。 （4）磁力搅拌机：型号HJ-6A；矛华仪器有限责任公司 2.2样品合成 2.2.1高温固相法合成Y2MoO6:Eu3+红色荧光粉 使用高温固相法制备10g的Eu3+离子掺杂（掺杂浓度为5%）Y2MoO6。具体的步骤如下：把用到的研钵，勺子，坩埚，坩埚盖用酒精擦干净，避免有其他杂质干扰实验，然后用电子天平准确称量6.2克的Y2O3，0.509克的Eu2O3和3.292克的MoO3

28、放到研钵上然后研磨30分钟以上，让各种药品得到充分均匀的反应，得到细小均匀的粉末。用四个坩埚各装上2g研磨均匀待煅烧的粉末，盖上坩埚盖，用电阻箱分四个不同温度900,1000,1100,1200，然后在这四个电阻箱里对其进行灼烧，每个都需要灼烧6h（而且一定要保证都是以每秒五摄氏度的速度增加）。把完全灼烧后的物质降温冷却到室温，用封装袋装好贴上标签。 6 五邑大学本科毕业论文 图2.1 高温固相法合成样品的工艺流程图 2.2.2燃烧法合成Y2MoO6:Eu3+红色荧光粉 用燃烧法制备Eu3+离子掺杂（掺杂浓度为5%）Y2MoO6。具体的步骤如下：把用到的研钵烧杯，勺子，坩埚，坩埚盖用酒精擦干净

29、，避免有其他杂质干扰实验，然后用电子天平准确称量将3.62g的氧化钇Y2O3和0.264g的氧化铕Eu2O3放到54ml浓度为10%的稀硝酸中溶解，静置得到澄清的溶液。再把2.648g的七钼酸铵(NH4)6Mo7O24.6H2O和0.02g的尿素CO(NH2)2放到澄清溶液中，并放到磁力搅拌器上搅拌大约90分钟，直到得到高度透明溶液。然后把得到的溶液放到烘箱中700预热5分钟得到黄色泡沫固体，用研钵把黄色固体研磨成均匀细小的粉末，用四个坩埚各装上1g研磨均匀待煅烧的粉末，盖上坩埚盖，用电阻箱分四个不同温度(900,1000,1100,1200)灼烧6小时（烘箱温度爬升为每秒5）。将反应后的样品

30、冷却至室温，用封装袋装好贴上标签。 7 五邑大学本科毕业论文 图2.2 燃烧法合成样品的工艺流程图 2.3测试与表征 2.3.1 热重TG-DSC分析 本论文中采用同步热分析仪(HS-STA-002)，使用区间:室温1150 ，温度辨别率: 0.1摄氏度，增温速度: 180摄氏度/分钟，天平测量范围: 1mg2g，DSC量程: 0500mW。 2.3.2 X 射线衍射分析 在我们这个课程设计里，选择的是多功能X射线衍射仪，并且选择了Cu作为靶材，其运行电流40毫安，运行电压40kV，扫描区间2=10-80度，速率是2度/min。定性研究就是把我们测量得出的结果和JCPDS做一个比较。 2.3.

31、3 扫描电镜分析 本论文中样品的形貌及颗粒尺寸选择场发射扫描电子显微镜来对待测物质的表面进行分析研究。在进行分析研究前要把需要检测的物质用酒精来超声分散，然后把经过分散的物质加到硅板上面，再对其进行干燥处理，最后把处理好的硅板喷金后来检测分析，加速电压为 5 k V。 2.3.4 激发光谱 8 五邑大学本科毕业论文 本论文中采用日立荧光光谱仪F-4600日立荧光分光光度计以其高灵敏度，快速的波长扫描，实用的预扫描功能，独特的光栅和水平狭缝光路设计。监测的发射波长为615nm，狭缝2.5，电压为700V。 2.3.5 发射光谱 本论文中采用日立荧光光谱仪F-4600日立荧光分光光度计以其高灵敏度

32、，快速的波长扫描，实用的预扫描功能，独特的光栅和水平狭缝光路设计。监测的激发波长为 350nm，狭缝为2.5，电压700V 9 五邑大学本科毕业论文 第3章 实验结果分析 3.1 Y2MoO6:Eu3+荧光粉热重分析 图3.1为高温固相法合成Y2MoO6:Eu3+的TG-DSC结果图，热重曲线上，待测物在0-800摄氏度的温度增加的过程里，有轻微的失重现象，可能源于样品表面的结合水挥发。在1000-1100时有明显的质量降低，到达1200时质量仅仅只占有以前的91.83%，失重比例为8.17%。同时，我们能够在DSC曲线上发现，在1000摄氏度的位置存在一个相当微弱的放热峰，而且热重曲线猛烈的

33、降低，与Y2MoO6:Eu3+荧光粉晶体形成有关，表明晶体在大约1000发生成相反应。 图3.1 固相法合成Y2MoO6:Eu3+荧光粉热重分析图 图3.2为燃烧法合成Y2MoO6:Eu3+荧光粉的TG-DSC分析图，在TG曲线上，样品随着温度升高，出现失重现象，大致可以分为3个失重阶段，分别出现在样品升温的起始阶段0148，148582，5821200。前两阶段是急剧失重，失重百分比分别为 7.86%和21.15%，分别与结合水的分离和有机物的燃烧有关。第二阶段对应DSC出现小的吸热峰，与反应中尿素组分的燃烧有关。第三阶段温度达到600以后，失重情况就不再那么严重变得相对缓和。而且我们可以明

34、显在DSC曲线上看到，在500摄氏度的位置存在一个吸热峰，因此热重曲线上也就会出现一个明显的失重，由此推测，当升温温度达到505时荧光粉晶体开始形成。在整个升温过程，DSC曲线趋于比较稳定的下降速率。最终的样品质量为原质量的90.8%。 10 五邑大学本科毕业论文 图3.2 燃烧法合成Y2MoO6:Eu3+荧光粉热重分析图 3.2 Y2MoO6:Eu3+荧光粉XRD结果分析 从图3.3 和图3.4 为采用固相法和燃烧法在不同温度下(900,1000,1100,1200)合成的样品Y2MoO6:Eu3+荧光粉的XRD图像与其标准卡片的对比图，从两图中XRD结构分析表明，不同合成方法，温度煅烧制备

35、所得的物质衍射图结果和标准卡片是彻彻底底一样的，看不到什么其它没用的物质掺杂其中，表明成功合成了Y2MoO6:Eu3+荧光粉。 11 五邑大学本科毕业论文 图3.3 固相法在不同温度下(900,1000,1100,1200)合成Y2MoO6:Eu3+荧光粉的XRD图与标准卡 片JCPDS 52-0650对比图 12 五邑大学本科毕业论文 图3.4 燃烧法在不同温度下(900,1000,1100,1200)合成Y2MoO6:Eu3+荧光粉的XRD图与标准卡 片JCPDS 52-0650对比图 3.3 Y2MoO6:Eu3+荧光粉形貌分析 图A1，A2，A3，A4为高温固相法在不同煅烧温度下(90

36、0,1000,1100,1200)合成Y2MoO6:Eu3+荧光粉，分析得到的SEM图。而我们可以从图中得到一个这样的结论，固相法制备得到的物质的粒径尺寸不大，轮廓也相对较清晰，分布的较为平衡，形状也比较规则，很少出现团聚状况。样品在不同的温度下煅烧形状变化不大，样品整齐，并不是杂乱无章的，而且分布的也较为平衡均匀，这就充分的说明我们制备的样品结晶性十分优异，而且有着较高的温度性。当温度 900时，如图A1，颗粒粒径5um，轮廓明显，但形状不一。当煅烧温度达到 1000时，如图A2，很多的粒子慢慢出现。此时粒子分布的相对平衡匀称，粒径尺寸差不多是3um，其轮廓也相对较清晰。当温度是1100摄氏

37、度时，就如图A3所显示的那样，团聚和粘连现象出现，晶体形状不一，轮廓开始变模糊，随着温度升高，所制得的颗粒也就慢慢出现了团聚状况。当温度为1200摄氏度时,如图A4，团聚和粘连现象更为严重，出现各种晶体形状，轮廓变的模糊，晶粒分布不均匀。我们发现在不同的温度下煅烧，得到的样品形状，轮廓，分布各有不同，在1000时样品颗粒轮廓比较明显，分散均匀及形貌规则，这将使样品具有更好的发光性能。 图B1，B2，B3，B4为燃烧法在不同煅烧温度下(900,1000,1100,1200) 合成 13 五邑大学本科毕业论文 Y2MoO6:Eu3+荧光粉，测得的SEM图，从图可知，燃烧法不同温度下合成的样品的跟固

38、相法对比，颗粒粒径较大，颗粒轮廓不明显，分散不够均匀及形貌不规则，随着温度升高呈现的团聚现象更严重。当温度 900时，如图B1，颗粒粒径达到10um，但颗粒轮廓较明显，分布情况较为匀称平衡以及外貌规则。当温度达到1000摄氏度时，就可在图B2中看到，由于温度逐渐上升，我们所制备的颗粒慢慢出现团聚状况，轮廓不明显，分散不够均匀及形貌不规则等现象。当温度 1100时，如图B3，颗粒轮廓模糊，形状大小不均匀。当温度 1200时，如图A4，团聚和粘连现象严重，已经分不清晶粒轮廓和形状。我们发现在不同的温度下煅烧，得到的样品形状，轮廓，分布各有不同，在900温度时样品颗粒轮廓明显，间距均一。 由上面的分

39、析得出固相法在各温度下煅烧合成的样品形状，轮廓，分布比燃烧法更好。两种方法随着温度的升高，都出现了不同程度的团聚现象，固相法出现在1100（图A3），燃烧法出现在1000(图B2），由这开始，颗粒轮廓变得模糊，形状不一，分布不均匀。固相法在1000下（图A2）和燃烧法在900（图B1）煅烧得到的样品颗粒轮廓比较明显，分散均匀及形貌规则。两种样品对比，A2相对于B1颗粒粒径更小，颗粒轮廓明显，分布情况较为匀称平衡以及外貌规则，因此我们可以得知，通过固相法制备所得的物质比燃烧法要相对好一些。 14 五邑大学本科毕业论文 900，A2：1000，.A3：1100，A4：1200)和燃烧法(燃烧法图3

40、.5 各种温度下选取固相法(A1： B1：900,B2:1000，B3：1100，B4：1200)合成Y2MoO6:Eu3+荧光粉的FE-SEM照片。 15 五邑大学本科毕业论文 3.4 Y2MoO6:Eu3+荧光粉激发发射光谱分析 3.4.1激发光谱 图3.6 为固相法合成的Y2MoO6:Eu3+荧光粉在612nm 监测下测得的不同煅烧温度的激发光谱图。样品的激发光谱由两部分构成，分别对应于二价氧离子到六价钼离子的电荷迁移带（250-400nm）和Eu3+的f-f高能级跃迁吸收带（450-600nm）。而在此之中后者的最大的吸收峰出现在465nm的位置，属于5D07F2的跃迁方式。不管是什么

41、温度来进行灼烧，都不会对待测物质的激发光谱产生影响。而在图3.6里我们可以看到，二价氧离子到六价钼离子的电荷迁移带的形成就能够充分的表示出在在从MoO6-到Eu3+的的过程存在着能量的变化。由于温度不断的增加，就会相应的出现一定的蓝移和红移情况。可以从图3.6里看到，随着煅烧温度从900升到1200，激发光谱中的电荷迁移带部分强度明显高于Eu3+离子的禁带跃迁谱线，其中1000合成的样品激发峰强度最高。当煅烧温度从900升到1000时，激发峰发生红移，出现红移情况主要是取决于粒子的粒径尺寸，因为温度的不断增加，颗粒粒径和体积逐渐变小，使激发峰产生红移。 图3.7为燃烧法合成的Y2MoO6:Eu

42、3+荧光粉在在612nm 监测下测得的不同煅烧温度下的激发光谱图，激发光谱由两部分构成，分别对应于O2-Mo6+电荷迁移带（300-400nm）的宽谱和Eu3+离子的f-f高能级跃迁吸收带（450-600nm）的线谱。当煅烧温度从900升至1200时，Mo-O激发带的峰值从340nm移动到345nm。随着温度升高，晶体尺寸的减小，Mo-O激发带偏移到长波长侧，出现蓝移。 16 五邑大学本科毕业论文 图3.6不同温度下采用固相法（900, 1000, 1100, 1200）合成Y2MoO6:Eu3+的激发光谱 17 五邑大学本科毕业论文 图3.7不同温度下采用燃烧法（900；1000；1100；

43、1200）合成Y2MoO6:Eu3+的激发光谱 3.4.2发射光谱 图3.8 为高温固相法合成的Y2MoO6:Eu3+荧光粉在365nm激发波长下测得的各个灼烧温度下的激发谱图。从此图里我们能够看到可知，在365nm近紫外光的激发下，待测物质 1、595nm、612nm和630nm，对应到Eu3+的5D07FJ(J=0、出现多峰发射，而且是578nm、 2、3)辐射跃迁，其中5D07F2跃迁的能量是最多的。Eu3+的5D07F1跃迁我们通常称之为磁偶极跃迁，而5D07F2跃迁我们就称之为电偶极跃迁，当Eu3+显示为反演对称中心时，大多数都是采取磁偶极跃迁；不然的话，则以5D07F2电偶极跃迁为

44、主。在Y2MoO6里Eu3+位于Y的格位，显示为不对称反演中心，所以基本上就是选择5D07F2的跃迁方式，表现为红色发光。 图3.9 为燃烧法合成的Y2MoO6:Eu3+荧光粉在在365nm激发波长下测得的不同烧结温度发射光谱图。样品的发射峰与固相法的发射光谱相似，呈现多峰发射，发射峰分别为 1、2、3)辐射跃迁，其576nm，592nm，612nm和630nm。对应到Eu3+的5D07FJ(J=0、 中以5D07F2发射最强。在1100温度煅烧下发射强度最高。 我们可以根据图3.8 和图3.9得出一个这样的结论，当通过固相法制备我们所需物质时，煅烧温度为1000时，得到荧光粉的发射强度最高，

45、而对应的燃烧法在温度为1100时发射强度最高，图3.10 为固相法和燃烧法在一定温度下得到的发射光谱对比图，由图可知，采用固相法在1000合成荧光粉最高峰发射强度比采用燃烧法在1100时要强，高出60%，由这得出采用固相法合成的Y2MoO6:Eu3+荧光粉发光性能更好。 18 五邑大学本科毕业论文 图3.8 不同温度下采用固相法(900；1000；1100；1200)合成Y2MoO6:Eu3+的发射光谱 19 五邑大学本科毕业论文 图3.9 不同温度下采用燃烧法(900；1000；1100；1200)合成Y2MoO6:Eu3+的发射光谱 20 五邑大学本科毕业论文 图3.10 固相法1000合

46、成荧光粉的发射光谱和燃烧法1100合成Y2MoO6:Eu3+荧光粉的发射光谱对比 结论 本论文以固相法和燃烧法在不同的温度下(900；1000；1100；1200)用5%的Eu3+掺杂Y2MoO6得到Y2MoO6:Eu3+。相对于传统的固相法在工业中得到肯定，其合成的荧光粉性能优秀，不过也存在一定的不足，如：反应的温度相当的高，制备需要的时间也非常的长，能耗相对来说也不低等，在一定程度上增加了制备的成本。相对而言，燃烧法的合成温度较低，反应时间较短，在一定程度上弥补了固相法的缺点。所以本论文针对固相法的缺点，分别用燃烧法和固相法合成Y2MoO6:Eu3+荧光粉对比。 本论文用Y2MoO6为基质

47、材料，在不同温度下通过掺杂Eu3+离子合成具有红色荧光的荧光粉，通过TG-DSC热重分析，XRD结构分析，SEM扫描电镜分析和激发发射光谱进行表征。在TG-DSC热重分析中，固相法在1000处有一个较弱的放热峰，同时TG曲线急剧下降，与Y2MoO6:Eu3+荧光粉晶体形成有关，表明晶体在大约1000发生成相反应。在XRD结构分析中，不同合成方法，温度煅烧制备所得的物质衍射图结果和标准卡片是彻彻底底一样的，看不到什么其它没用的物质掺杂其中，表明成功合成了Y2MoO6:Eu3+ 荧 21 五邑大学本科毕业论文 光粉。在SEM扫描电镜中，固相法合成的样品颗粒轮廓比较明显，分布情况较为匀称平衡以及外貌

48、规则，而且很少会出现团聚状况，而燃烧法合成的样品出现了比较严重的团聚现象，颗粒粒径比较大，形状不够均匀，轮毂不够明显。固相法和燃烧法合成的Y2MoO6:Eu3+荧光粉在612nm 监测下测得的不同煅烧温度的激发光谱图中，样品的激发光谱由两部分构成，分别对应于O2Mo6+电荷移动带（300400nm)和Eu3+的f-f高能级跃迁吸收带(450600nm)，当灼烧的从九百摄氏度增加到一千摄氏度时，激发峰发生红移，产生红移与颗粒的粒径大小有关。在发射光谱中，采用固相法合成样品时，煅烧温度为1000时，得到荧光粉的发射强度最高，而对应的燃烧法在温度为1100时发射强度最高，采用固相法在1000合成荧光

49、粉最高峰发射强度比采用燃烧法在1100时要强，高出60%。 综合了几种测试与表征，用固相法在1000合成的Y2MoO6:Eu3+荧光粉，从外形结构分析到激发发射光谱分析，是比较符合市场上的产品的需求。 参考文献 1. Nagabhushana H, Nagabhushana 22 B M, Madesh Kumar 五邑大学本科毕业论文 M, Chikkahanumantharayappa, Murthy K V R, Shivakumara C, Chakradhar R P S.Synthesis, characterization and photoluminescence proper

50、ties of CaSiO3:Eu3+ red phosphorJ.Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy.2010.Vol.78 (1):pp.64-9. 2. Jin Ye, Qin Wei-ping, Zhang Ji-sen, Wang Yan, Cao Chun-yan, Zhang Ji-shuang, Ren Xin-guang.A novel red phosphor (La3PO7:Eu3+) prepared by solid state methodJ.Guang Pu Xue Yu Guang Pu Fen Xi/Spectroscopy and Spectral Ana