Eu3+掺杂硼酸锌的合成和发光性质研究

论文摘要

我国三基色荧光粉中,铝酸盐体系大约占了 90%以上,其次是磷酸盐体系,然后是硼酸盐体系。相对于铝酸盐和磷酸盐为基质的发光材料,以硼酸盐为基质的发光材在合成温度、合成工艺等方面的要求相对较低,产品具有发光效率高、显示性好、光衰小等特点。开发硼酸盐为基质的发光材料将具有很好地经济和社会效益。已报道的硼酸锌盐化合物类型繁杂,一般简式可写作:XZnO·YB2O3·ZH2O,研究多集中在于阻燃剂、添加剂等方面。近来,陆续出现了一些关于稀土掺杂的硼酸锌发光材料的研究报道。研究表明以硼酸锌为基质的发光材料的发光性能受多种因素的影响;稀土离子Eu3+是一种荧光粉制备中经常使用的激活离子,将Eu3+离子掺杂到硼酸盐基质中,可以获得发光性能优异的发光材料。此外,在稀土离子掺杂的硼酸盐化合物体系中,进一步引入过渡金属离子会对化合物的荧光性能产生一定的影响。因此,有必要对以硼酸锌为基质的稀土发光材料的合成和发光性能进行研究。本论文采用水热法合成了系列Eu3+离子掺杂的硼酸锌盐化合物,采用红外光谱、X-射线粉末衍射、扫描电子显微镜、荧光等表征手段,考察不同掺杂量的Eu3+对硼酸锌盐化合物形貌及荧光发光性能的影响。此外,还对反应体系中存在不同浓度过渡金属Mn2+离子时,铕掺杂硼酸锌盐的产物形貌与发光性能进行了初步探讨。本文所得硼酸锌盐大多为球状结晶粉末,随着Eu3+的掺杂浓度的增大,荧光强度均逐渐增强;当Eu3+的掺杂浓度达28.5%时,化合物的荧光强度最强,继续加大Eu3+的掺杂浓度,将产生荧光猝灭现象。在合成反应体系中存在不同浓度过渡Mn2+离子时,随Mn2+离子的浓度增大,Eu3+掺杂量为28.5%的硼酸锌盐的球形形貌不能保持,变化较大,荧光发光强度减弱。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 稀土硼酸盐发光材料
• 1.1.1 结构特点
• 1.1.2 制备方法
• 1.1.3 影响因素
• 1.1.4 优势及应用
• 1.2 稀土硼酸锌发光材料
• 1.2.1 稀土离子单掺杂硼酸锌发光材料
• 1.2.2 稀土离子和过渡金属离子双掺杂硼酸锌发光材料
• 1.3 选题目的和设计思想
• 3+掺杂411型硼酸锌红色荧光粉的合成'>第2章 Eu³⁺掺杂411型硼酸锌红色荧光粉的合成
• 2.1 试剂与仪器
• 2.1.1 试剂
• 2.1.2 仪器
• 3+掺杂411型硼酸锌的合成'>2.2 Eu³⁺掺杂411型硼酸锌的合成
• 3+掺杂411型硼酸锌的水热合成'>2.2.1 Eu³⁺掺杂411型硼酸锌的水热合成
• 3+掺杂量的411型硼酸锌的合成'>2.2.2 不同Eu³⁺掺杂量的411型硼酸锌的合成
• 2.3 表征
• 2.3.1 X-射线粉末衍射
• 2.3.2 红外光谱
• 2.3.3 扫描电子显微镜
• 2.3.4 荧光光谱
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 红外光谱
• 2.4.2 X-射线粉末衍射
• 2.4.3 扫描电镜
• 2.4.5 荧光光谱
• 2.5 小结
• 3+掺杂硼酸锌盐的合成'>第3章 Eu³⁺掺杂硼酸锌盐的合成
• 3.1 试剂和仪器
• 3.1.1 试剂
• 3.1.2 仪器
• 3+掺杂硼酸锌盐的合成'>3.2 Eu³⁺掺杂硼酸锌盐的合成
• 3+掺杂硼酸锌盐的水热合成'>3.2.1 Eu³⁺掺杂硼酸锌盐的水热合成
• 3+掺杂量的硼酸锌盐的合成'>3.2.2 不同Eu³⁺掺杂量的硼酸锌盐的合成
• 3.3 表征
• 3.3.1 X-射线粉末衍射
• 3.3.2 红外光谱
• 3.3.3 扫描电子显微镜
• 3.3.4 荧光光谱的测定
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 红外光谱
• 3.4.2 X-射线粉末衍射
• 3.4.3 扫描电镜
• 3.4.4 荧光光谱
• 3.5 小结
• 第4章 结论
• 致谢
• 参考文献