荧光粉的制备及其发光性能研究

1、BaZr0.9Ti0.05Eu0.05(BO3)3和Sr3Y2-x-y EuxMy (BO3)4(M=Al3+, Gd3+, La3+)荧光粉的制备及其发光性能研究报告人：何玲 2011.1.9本月的主要工作：1. 用溶胶凝胶法制备BaZr0.9Ti0.05Eu0.05(BO3)3 荧光粉并研究了它的激发光谱。2. 硝酸盐热分解法制备Sr3Y2-x-y EuxMy (BO3)4(M=Al3+, Gd3+, La)荧光粉.3. 高温固相法合成Gd2MoB2O9: Eu荧光粉。实验：1. BaZr0.9Ti0.05Eu0.05(BO3)3的溶胶-凝胶法制备.采用BaCO3(99.5)，H3BO3(

2、99.5), Zr(NO3)4(99), Eu2O3(99.99)，Gd2O3(99.99)和钛酸四丁酯（99）为初始原料，精确称量BaCO3(99.5)，H3BO3(99.5), Zr(NO3)4(99), Eu2O3(99.99)，Gd2O3(99.99)， 然后在以上初始原料中加入蒸馏水和少量硝酸使其在电炉上加热完全溶解，然后加入钛酸四丁酯，在超生波分散下滴加氨水和无水乙醇使其形成均匀的溶胶，将溶胶在100烘干后，在1100保温3h即可得到产物。2. 硝酸盐热分解法制备Sr3Y2-x-y EuxMy (BO3)4(M=Al3+, Gd3+, La)荧光粉采用SrCO3(99%), Y2O

3、3(99.99%), Gd2O3(99.99%), Al(NO3)3.9H2O (99%), La2O3(99.99), Eu2O3(99.99) 和H3BO3(99.5)为初始原料，按化学剂量比精确称量各初始原料，用硝酸溶解后，将混合溶液在电炉上加热蒸干，在500的空气中锻烧2h然后在1000煅烧10h取出、自然冷却至室温得到Sr3Y2-x-y EuxMy (BO3)4(M=Al3+, Gd3+, La)粉末样品.3. 高温固相法合成Gd2MoB2O9: Eu荧光粉。以Gd2O3(99.99%), Eu2O3(99.99%)，MoO3(99.5%)和H3BO3(99.5%)为初始原料，H3B

4、O3过量5%以补偿高温挥发损失.精确称量各初始原料后混合研磨均匀，在500加热2.5h，取出并再次研磨后于900煅烧6h.结果与讨论：1. XRD谱图图1给出了BaZr0.9Ti0.05Eu0.05(BO3)3的XRD谱图，对其进行指标化，指标化结果表明所得粉末为很好的单相，晶胞参数a=b=0.5162(1)nm, c=3.3903(7) nm。 图2给出了Sr3Y2-x-y EuxMy (BO3)4(M=Al3+, Gd3+, La)系列样品的XRD谱图，指标化结果表明样品都是单相。图3给出了Gd2MoB2O9: Eu的XRD谱图，经过指标化结果表明，主相为Gd2MoB2O9: Eu，但是还

5、存在强度较高的Gd2(MoO4)3的相。图1 图2 图32. 真空紫外激发下发光性质的研究2.1 BaZr0.95Eu0.05(BO3)2和BaZr0.9M0.05Eu0.05(BO3)2 (M= Si4+,Ti4+)真空紫外激发光谱图4给出了BaZr0.95Eu0.05(BO3)2和BaZr0.9M0.05Eu0.05(BO3)2 (M= Si4+,Ti4+)在真空紫外下的激发光谱.从图中可以看出BaZr0.95Eu0.05(BO3)2 和BaZr0.9Ti0.05Eu0.05(BO3)2的激发光谱是由四个分别位于115-135nm，135-160nm，160-210nm，210-235nm

6、的激发带组成，其中位于160-210nm的激发宽带是由两个激发带叠加而成。与它们相比，在BaZr0.9Si0.05Eu0.05(BO3)2 中有五个激发宽带，它们分别位于115-135nm，135-160nm，160-180nm， 180-210nm，210-235nm。210nm以前的激发带比较复杂，还没有明确归属，在Eu激发的硼酸盐荧光粉中都可以观察到一个位于150-160nm硼酸根的激发带1-4，因此在BaZr (BO3)2:Eu中位于135-160nm的激发带可以归属于硼酸根基质的吸收。位于160-210nm的激发带由于数据不足还不能明确归属。在210-235nm的激发峰归属于O2-E

7、u3+的电荷跃迁转移，即电子由配位体O2-（2p6）轨道转移到Eu3+的4f6空轨道1。可以看出掺杂Si后，激发带强度整体增强，而且原来在160-210nm处两个交叠的激发带分裂成了160-180nm和180-210nm两个激发带，这是由于掺杂Si后在160-210nm处激发带变窄，但是引起激发带变窄的原因还不能确定。掺Ti后210nm前的激发峰强度整体下降，而且位于155-180nm的激发带强度下降幅度较大，但是210-235nm的激发带的强度增强，这是由于Ti4+在230nm附近有吸收6。 图42.2 Sr3Y2-x-yEuxMy(BO3)4(M=Al3+, Gd3+, La3+) VUV

8、下的发光性能 在147nm激发下Sr3Y2-x-y EuxMy (BO3)4(M=Al3+, Gd3+, La3+)的发射光谱如图5所示，从图中可以看出最强发射峰位于612nm，归属于Eu3+的5D0-7F2的电偶极跃迁。发射强度依次为Sr3Y2-x-yEuxAly (BO3)4 > Sr3Y2-x-yEuxLay (BO3)4 > Sr3Y2-xEux(BO3)4 > Sr3Y2-x-yEuxGdy(BO3)4，因此可以看出Al3+和La3+有利于提高荧光粉的发光强度，但是Gd3+的掺杂引起了发光猝灭。 图5 下一步工作计划：1. 做BaZr0.95xTixEu0.05(B

9、O3)2 系列样品，并研究其激发光谱。2. 继续合成Gd2MoB2O9: Eu的单相，并研究其发光性能。Reference1. J. Koike and T. Kojima, J. Electrochem. Soc., 126, 1008（1979）.2. A. Mayolet, W. Zhang, P. Martin, B. Chassigneux, and J. C. Krupa, J. Electrochem.Soc., 143, 330（1996）.3. A. M. Srivastava, D. A. Doughty, and W. W. Beers, J. Electrochem. Soc., 143, 4113（1996）.4. A. M. Srivastava, D. A. Doughty, andW.W. Beers, J. Electrochem. Soc., 144, L190（1997）.5. Li