全彩色长余辉材料的制备及发光性能研究

论文摘要

长余辉发光材料是白天能够吸收光能,并将光能储存起来,当光线停止照射后能将储存的光能以可见光的形式释放出来的一种新型绿色能源材料。从三基色原理的角度考虑,将红、绿、蓝色长余辉材料按一定比例混合,就可以获得任意颜色的长余辉。现有的稀土长余辉材料主要为蓝色、绿色和红色发光材料,其中蓝色和绿色长余辉材料的发光亮度和余辉时间等性能已达到实际应用的需要,而红色长余辉材料一直处于研发阶段,实现工业化的主要是硫化物和硫氧化物,但是硫化物余辉性能远不如蓝绿色长余辉材料,且非常不稳定,在空气中易与CO2和H2O反应而分解,因而限制了其进一步应用；硫氧化物虽然稳定性好,但是其余辉时间及发光亮度等性能指标与蓝色和绿色长余辉材料同样存在较大差距,无法达到实际应用的水平。因此,寻找具有优良发光性能的红色长余辉材料的研究成为热点课题。本论文以一种全新的思路来设计和制备红色长余辉材料。将一种具有宽激发带的红色荧光材料与蓝、绿色长余辉发光材料混配,通过蓝、绿色发光材料产生的余辉将红色发光材料激发发光,从而间接获得红色余辉,余辉时间将由蓝、绿色长余辉材料决定,并通过三基色原理实现全彩色发光。因此本论文选用有机染料罗丹明B（RB）和SrCaSi5N8:Eu2+（R）作为红色荧光材料,其中,罗丹明B的发光性能受所处环境的影响很大,在PMMA中易被峰值为555nm的绿光激发,发射峰值为580 nm的橙红色光；SrCaSi5N8:Eu2+本身不具备发射余辉光的能力,其激发谱带可从300 nm一直延伸到550 nm,激发峰强度较高,最大发光强度在628 nm处。选用余辉性能良好的紫光（PLP-6）、蓝光（PLB-8B）和黄绿光（PLO-8B）长余辉材料与红光材料进行复合。通过本体聚合,制备出无色、透明的PMMA作为混合试样的载体。研究发光材料的配比对复合材料余辉性能的影响。结果表明,RB分别与PLB-8B（B）、PLO-8B（G）混配,所得到的复合材料在普通台灯下照射一段时间,关闭光源后,肉眼可观察到不同颜色的余辉光；将蓝（B）、绿色（G）长余辉材料与R进行混配,可获得较好的余辉性能,并随着混配比例的改变,可得到粉红色、黄色、橙色等发光；将R涂覆于蓝色（B）、绿色（G）、紫色（V）长余辉材料表面,可获得余辉性能优良的红色发光,且随着混配比例的改变,可得到黄色、橙色、粉红色、紫红色等发光。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 目录
• 第一章 长余辉发光材料概述
• 1.1 引言
• 1.2 长余辉发光材料研究现状
• 1.3 红色长余辉发光材料的研究现状
• 1.3.1 碱土金属硫化物体系
• 1.3.2 碱土金属硫氧化物体系
• 1.3.3 碱土金属钛酸盐体系
• 1.3.4 其他
• 1.4 长余辉材料的制备方法
• 1.4.1 高温固相法
• 1.4.2 溶胶-凝胶法
• 1.4.3 水热合成法
• 1.4.4 燃烧法
• 1.4.5 其他方法
• 1.5 长余辉材料的发光机理
• 1.6 彩色光的三基色原理及CIE表色系统
• 1.6.1 彩色光的三基色原理
• 1.6.2 CIE-RGB表色系统
• 1.6.3 CIE-XYZ表色系统
• 1.7 本课题研究的意义、目的及主要内容
• 1.7.1 本课题研究的意义、目的
• 1.7.2 本课题研究的主要内容
• 第二章 实验
• 2.1 主要实验试剂及实验仪器
• 2.1.1 主要实验试剂
• 2.1.2 主要实验仪器
• 2.2 样品的制备
• 2.2.1 实验步骤
• 2.2.2 实验方案
• 2.2.3 样品制备过程中出现的问题及解决方法
• 2.3 样品的测试与表征
• 2.3.1 X射线衍射图（XRD）
• 2.3.2 紫外灯激发观察
• 2.3.3 发射光谱
• 2.3.4 余辉光谱
• 2.3.5 余辉衰减曲线
• 2.3.6 照片表征
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 罗丹明B与蓝、绿色长余辉材料混配
• 3.1.1 罗丹明B粉体与长余辉材料的混配
• 3.1.2 以PMMA为载体罗丹明B与长余辉材料的混配
• 3.1.3 CIE标准色度学系统表征颜色变化
• 3.1.4 小结
• 3.2 红色荧光材料与蓝、绿色长余辉材料混配
• 5N₈:Eue²⁺分别与蓝色或绿色长余辉材料混配'>3.2.1 红色荧光材料SrCaSi₅N₈:Eue²⁺分别与蓝色或绿色长余辉材料混配
• 5N₈:Eu²⁺与蓝色、绿色长余辉材料的混合物混配'>3.2.2 红色荧光材料SrCaSi₅N₈:Eu²⁺与蓝色、绿色长余辉材料的混合物混配
• 3.2.3 CIE标准色度学系统表征颜色变化
• 3.2.4 小结
• 3.3 在蓝、绿色长余辉材料表面涂覆红色荧光材料
• 5N₈:Eu²⁺'>3.3.1 蓝色、绿色或紫色长余辉材料表面涂覆SrCaSi₅N₈:Eu²⁺
• 3.3.2 CIE标准色度学系统表征颜色变化
• 5N₈:Eu²⁺'>3.3.3 蓝色和绿色长余辉材料混合物表面涂覆SrCaSi₅N₈:Eu²⁺
• 3.3.4 CIE标准色度学系统表征颜色变化
• 3.3.5 将红色荧光材料叠放于蓝、绿、紫色长余辉材料之上
• 3.3.6 小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文