化学工程工艺

中期考核稀土掺杂改性钨酸盐体系发光材料的制备与性能研究

指导教授：樊国栋教授

学生：程蝉汇报目录课程学习情况研究进展情况后续实验计划课程学习情况课程名称成绩学分是否学位课课程名称成绩学分是否学位课科学社会主义理论832.0是功能表面活性剂的结构与性能892.0否自然辩证法811.0是助剂化学932.0否英语803.0是有机合成912.0否聚合物合成与表征853.0是表面活性剂物理化学842.0否近代有机结构分析763.0是现代分析与检测技术902.0否专业英语831.0是催化化学962.0否数值分析843.0是功能高分子材料932.0否是高分子实验方案882.0否学位、公共课平均成绩：83.53一、实验技术方案

通过前期的文献调研，利用共沉淀法制备稀土掺杂改性钨酸盐体系发光材料CaWO4:Eu3+，SrWO4:Eu3+；CaWO4:Tb3+，SrWO4:Tb3+；BaWO4:Eu3+，BaWO4:Tb3+研究进展情况研究进展情况经过滤、70℃干燥3-4h，得到的前驱体在400℃（500℃，600℃）马弗炉焙烧2h。溶液的配置：①Na2WO4水溶液、②M(NO3)2（M=Ba，Ca，Sr）水溶液，③稀土硝酸盐溶液Me(NO3)3（Me=Eu，Tb，）将上述溶液中的②与③混合，然后用滴管将混合溶液滴加入溶液①中，得到沉淀得到样品MWO4:M3+（M=Ba，Ca，Sr/Me=Eu3+，Tb3+）研究进展情况在配置稀土离子的硝酸溶液时，先将稀土氧化物在加热条件下溶于硝酸，然后用氨水调节pH至中性。

共沉淀反应：Na2WO4+M(NO3)2====MWO4+2NaNO33Na2WO4+2Me(NO3)3====Me2(WO4)3+6NaNO3研究进展情况二、实验检测手段及结果分析1、XRD鉴定粉体的晶型及物相2、SEM表征样品表面的形貌3、荧光光谱记录待测样品的激发光谱和发射光谱XRD衍射分析

通过文献查阅，送检样品通过XRD衍射分析，可以知道样品具有四方晶系I41/a(88)空间群的白钨矿结构，且生成的物质是MWO4:Eu3+（M=Ca，Sr，Ba）晶体，少量Eu3+离子的掺杂对MWO4:Eu3+（M=Ca，Sr，Ba）晶体结构基本没有产生影响。

XRD衍射分析看样品的XRD图，如果没有杂峰说明生成的物质比较纯，没有生成其他杂质。根据布拉格方程：2dsinθ=λ在四方晶体中，随着离子半径的增大，晶胞逐渐变大，相应的晶面间距逐渐变大，根据布拉格方程可知衍射角减小。不同灼烧温度下钨酸盐的SEM图a、400℃，BaWO4:Eu3+

b、400℃，SrWO4:Eu3+

c、400℃，CaWO4:Eu3+不同灼烧温度下钨酸盐的SEM图d、600℃，BaWO4:Eu3+

e、600℃，SrWO4:Eu3+f、600℃，CaWO4:Eu3+从前面的SEM图可以看出，随着灼烧温度升高，样品颗粒变大，且分散性与400℃相比600℃分散性较好。由此可见，灼烧温度对钨酸盐晶粒长大有一定影响，在灼烧温度在400℃时，样品晶粒大小在纳米量级，随着温度的升高，晶粒慢慢长大到微米级。

晶粒的长大主要是以界面能为驱动力而导致晶界发生迁移。当温度升高时，晶粒晶面能增加，晶界发生扩散、迁移，原子扩散加剧，致使邻近紧密接触的晶粒发生聚集、合并，多个晶粒合成一个晶粒，从而实现了晶粒生长。荧光光谱分析以614nm为监测发射波长SrWO4:Eu3+的激发光谱以393nm为监测激发波长SrWO4:Eu3+的发射光谱激发和发射光谱3D图谱荧光光谱分析以614nm为监测发射波长CaWO4:Eu3+的激发光谱以393nm为监测激发波长CaWO4:Eu3+的发射光谱荧光光谱分析

以614nm为监测发射波长的MWO4:Eu3+（Ca，Sr）样品的激发光谱图。从图中可以看出，在393nm和464nm有两个主要的激发峰。在393nm处的激发峰对应于Eu3+离子7F0→5L6

能级跃迁的吸收，464nm处的激发峰对应于Eu3+离子7F0→5D2

能级跃迁的吸收；以393nm为监测激发波长MWO4:Eu3+（Ca，Sr）样品的发射光谱。由图可以看出，有一个主发射峰位于614nm处，属于Eu3+的电偶极子5D0→7F2

能级跃迁，形成Eu3+的特征发射峰，发红色荧光。荧光光谱分析在393nm的主强峰可选作发射光谱的激发波长，说明样品能被近紫外光有效激发，并在614nm发射红色荧光，有可能使样品作为近紫外LED泵浦R、G、B三色荧光