CaNb-,2-O-,6-摻雜系列熒光粉的制備和光致發(fā)光性能研究.pdf

1、幾十年來(lái)，人們致力于燈用熒光粉發(fā)光強(qiáng)度的提高。本文通過(guò)鉍離子的摻雜和鉀離子的共摻，使鈮酸鈣摻雜系列發(fā)光材料的發(fā)光強(qiáng)度極大提高。其發(fā)光強(qiáng)度之高是同系列發(fā)光材料中少見(jiàn)的。同時(shí)，近年來(lái)，納米發(fā)光材料成為人們研究熱點(diǎn)，故本文又制備了同系列的納米發(fā)光材料，并通過(guò)調(diào)整不同添加劑的量，合成了具有特殊形貌的納米粒子。所以，本文主要在這兩方面開(kāi)展探索。
　　 一、采用傳統(tǒng)高溫固相法合成了CaNb2O6：Bi3+，A+(A代表堿金屬K+，Na+，L

2、i+離子)熒光粉。通過(guò)樣品的XRD分析得知所制得的樣品為正交晶系結(jié)構(gòu)，Bi3+離子和K+離子的加入使鈮酸鈣晶格擴(kuò)大。通過(guò)場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)可以看出，氯化鉀起了一定的助熔劑作用。從漫反射光譜可以看出，在CaNb2O6：1％Bi3+，1/n K+材料中可以發(fā)生從[NbO6]7-基團(tuán)到Bi3+離子能量轉(zhuǎn)移過(guò)程。通過(guò)調(diào)整鉀離子的不同摻雜比例，使該系列材料的發(fā)光強(qiáng)度極大提高，發(fā)光效果最好的材料為CaNb2O6：1％Bi3+，1/15 K

3、+，即鉀離子摻雜比例為n Bi3+/K+=1：15。
　　 考察了M/+離子和A13+離子對(duì)CaNb2O6：1％Bi3+，1/5 K+發(fā)光性能的影響情況，從激發(fā)光譜和發(fā)射光譜上可以看出，CaNb2O6：1％Bi3+，1/5 K+，1/2M2+和CaNb2O6:1％Bi3+，1/5 K+，1/2 Al3+的峰形和位置與CaNb2O6：1％Bi3+，1/5 K+基本一樣，Mg2+離子和Al3+離子提高了CaNb2O6：1％Bi3+，

4、1/5 K+的發(fā)光強(qiáng)度，但提高程度小于K+離子對(duì)CaNb2O6：1％Bi3+的提高程度。但在315 nm紫外光的激發(fā)下，同樣使白光的強(qiáng)度極大提高，使該材料的發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到與上述制得的最好材料CaNb2O6：Bi3+，1/15 K+的發(fā)光強(qiáng)度相比美。其發(fā)光強(qiáng)度極高，也是同系列材料中少見(jiàn)的。
　　 最后，又分析了Bi3+離子、Mg2+離子和Al3+離子在鈮酸鈣中的發(fā)光情況的相似點(diǎn)和不同點(diǎn)。在254 nm紫外光激發(fā)下，Bi3+離子和Mg

5、2+離子在鈮酸鈣中的發(fā)射帶較寬，Al3+離子在鈮酸鈣中的發(fā)射帶較窄。由此可看出核外電子排布、離子半徑、晶格振動(dòng)狀態(tài)和聲子振動(dòng)能量對(duì)離子發(fā)光的不同影響情況。
　　 二.通過(guò)溶膠凝膠燃燒法合成了納米CaNb2O6：1％Bi3+和納米CaNb2O6：1％Bi3+，2％K+，通過(guò)調(diào)整不同添加劑的量合成了具有不同形貌的納米晶，如球形、花狀和棒狀。當(dāng)Nb與CA的物質(zhì)的量之比為1：3時(shí)，所合成的納米CaNb2O6：1％Bi3+呈球形或近球形，

6、且形貌和尺寸均勻，平均粒徑為43 nm。當(dāng)增加CA的比例到n Nb/CA=1：4，微粒形貌和尺寸變化不大，但是微粒的聚集狀態(tài)發(fā)生重大的變化，大部分微粒像花一樣聚集在一起。在Nb與CA的物質(zhì)的量之比為1：3，另加KCl時(shí)合成了CaNb2O6：1％Bi3+，2％K+納米棒。由此可見(jiàn)，K+在棒狀納米棒的形成過(guò)程中起了關(guān)鍵的作用。此外，在254 nm紫外光激發(fā)下，具有不同形貌的鈮酸鈣摻鉍納米晶的發(fā)射光譜有兩部分組成：一個(gè)是中心約在360 nm的