喷雾热解法制备SrAl2O4:Eu2+，Dy3+及其性能表征

论文摘要

本文综述了稀土离子激活的碱土铝酸盐蓄光材料的研究现状,特别是铕镝共激活的碱土铝酸锶长余辉材料的发展历程、研究现状、制备方法以及发光机理。采用喷雾热解法合成了球形SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料,研究了不同制备工艺条件对SrAl2O4:Eu2+,Dy3+发光材料的结构、形貌、粒度分布、余辉性能及光谱性能的影响,并与高温固相法所制备的SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料进行了对比。实验结果表明:采用高温固相法制备了SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料,SrAl2O4:Eu2+,Dy3+的晶体结构与ɑ-SrAl2O4磷石英晶体结构相同,掺杂Eu、Dy对晶体结构的影响很小。助熔剂硼酸的使用不但能降低合成温度,还能增强发光材料的余辉性能。硼酸用量的变化对SrAl2O4:Eu2+,Dy3+发射光谱特征峰位的影响不大。对于SrAl2O4:Eu2+体系的发光材料,其最佳辅助激活剂是Dy3+,Dy3+的引入能显著增强发光材料的余辉性能,但不会改变发射光谱的形状和特征峰位,当Eu2+与Dy3+的比值为0.01:0.02时,可获得余辉性能较好的SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料。高温固相法制备SrAl2O4:Eu2+,Dy3+的还原温度在1350℃,还原时间为3h时,可获得余辉性能较好的长余辉发光材料。采用喷雾热解两段法制备了球形SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料,SrAl2O4:Eu2+,Dy3+的晶体结构与ɑ-SrAl2O4磷石英晶体结构相同,掺杂Eu、Dy对晶体结构的影响很小。前驱体溶液浓度、热解温度和还原温度对产物的形貌、粒度分布、发光性能有较大影响。随着还原温度的升高,产物的发射主峰位置发生红移。助熔剂H3BO3的引入不但能降低合成温度,还能有效地提高发光材料的余辉性能,当硼酸的用量为3.5mol%时,可以形成较好的SrAl2O4晶体,且发光材料具有好的余辉性能和形貌。随着硼酸用量的增加,长余辉发光材料的激发光谱出现“蓝移”现象。添加剂的使用能明显改善和修饰材料的形貌、增强材料的初始亮度、延长材料的余辉时间（柠檬酸的使用会缩短材料的余辉时间）。柠檬酸的加入有助于获得实心球形颗粒,乙醇除了良好的分散性,还能有效的增大颗粒的球形度,但无法获得实心颗粒,PEG能够起到分散剂和稳定剂的作用。当三种添加剂同时使用时可获得初始亮度高、余辉时间长、分散性好、粒度小、粒径分布窄（2μm～5μm）的实心球形颗粒。它们的最佳加入量为:柠檬酸为0.3g/L;PEG为0.03mol/L;乙醇为40ml/L。喷雾热解法制备的SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料,较之高温固相法所制备的具有合成温度低、分散性好、粒度小、粒径分布窄（2μm～5μm）、形貌规则（实心球形）、发光亮度高、余辉时间长（>65h）等优点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 蓄光材料的发展历史
• 1.2 稀土铝酸盐蓄光材料的研究现状
• 1.2.1 稀土铝酸盐体系蓄光材料的发展历程
• 1.2.2 稀土铝酸盐蓄光材料的合成方法
• 1.3 长余辉发光机理
• 1.3.1 空穴转移模型
• 1.3.2 位移坐标模型
• 1.4 选题的背景和意义
• 1.4.1 选题的背景
• 1.4.2 选题的意义
• 1.5 研究的内容及目的
• 1.5.1 问题的提出
• 1.5.2 研究的内容
• 1.5.3 研究的目的
• 第二章 实验部分
• 2.1 高温固相法实验
• 2.1.1 实验仪器及设备
• 2.1.2 实验药品
• 20₄:Eu²⁺Dy³⁺的制备'>2.1.3 SrAl₂0₄:Eu²⁺Dy³⁺的制备
• 2.1.4 材料的表征
• 2.2 喷雾热解法实验
• 2.2.1 实验仪器及设备
• 2.2.2 实验药品
• 20₄:Eu²⁺Dy³⁺的制备'>2.2.3 SrAl₂0₄:Eu²⁺Dy³⁺的制备
• 2.2.4 材料的表征
• 20₄:Eu²⁺Dy³⁺长余辉材料'>第三章 高温固相法制备SrAl₂0₄:Eu²⁺Dy³⁺长余辉材料
• 3.1 助熔剂用量对实验的影响
• 2+Re³⁺组合及其配比对实验的影响'>3.2 Eu²⁺Re³⁺组合及其配比对实验的影响
• 3+对 SrAl₂0₄:Eu²⁺发光性能的影响'>3.2.1 Re³⁺对 SrAl₂0₄:Eu²⁺发光性能的影响
• 20₄:Eu²⁺发光性能的影响'>3.2.2 辅助激活剂的含量对SrAl₂0₄:Eu²⁺发光性能的影响
• 3.3 还原温度对实验的影响
• 3.4 还原时间对实验的影响
• 3.5 本章小结
• 20₄:Eu²⁺Dy³⁺长余辉材料'>第四章 喷雾热解法制备SrAl₂0₄:Eu²⁺Dy³⁺长余辉材料
• 4.1 实验参数的设定
• 4.2 前驱体溶液浓度对发光粉体发光特性及形貌的影响
• 4.3 热解温度对发光粉体发光特性及形貌的影响
• 4.4 还原温度对长余辉发光材料的结构、发光性能的影响
• 4.5 还原时间对长余辉发光材料发光性能的影响
• 4.6 本章小结
• 20₄:Eu²⁺Dy³⁺性能的影响'>第五章 添加剂对SrAl₂0₄:Eu²⁺Dy³⁺性能的影响
• 3B0₃对SrAl₂0₄:Eu²⁺Dy³⁺发光特性及形貌的影响'>5.1 助熔剂 H₃B0₃对SrAl₂0₄:Eu²⁺Dy³⁺发光特性及形貌的影响
• 20₄:Eu²⁺Dy³⁺发光特性及形貌的影响'>5.2 柠檬酸对SrAl₂0₄:Eu²⁺Dy³⁺发光特性及形貌的影响
• 20₄:Eu²⁺Dy³⁺发光特性及形貌的影响'>5.3 聚乙二醇对SrAl₂0₄:Eu²⁺Dy³⁺发光特性及形貌的影响
• 20₄:Eu²⁺Dy³⁺发光特性及形貌的影响'>5.4 乙醇对SrAl₂0₄:Eu²⁺Dy³⁺发光特性及形貌的影响
• 5.5 综合条件实验
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历