Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+蓝色长余辉材料的制备与性能研究

论文摘要

长余辉发光材料是一类利用稀土离子作为激活剂的发光材料，在光照条件下能够吸收并储存能量，然后在黑暗的条件下可以长时间保持发光。长余辉发光材料作为一种“绿色能源材料”，随着能源问题日益严峻，受到人们越来越多的重视。在纺织工程学科领域，长余辉发光材料与聚酯、聚酰胺、聚丙烯等物质通过熔融纺丝制得夜光纤维，可以应用在夜光绣品、服装装饰、夜光色织织物等领域；长余辉材料还可以与涂料混合，制得夜光涂料，涂覆在织物上可得夜光面料，可以用来制做夜光毛绒玩具。硅酸盐长余辉发光材料以其优异的发光性能、无辐射无污染以及稳定的化学性能等优点，并被广泛应用于各种领域。本课题通过高温固相法与溶胶凝胶法制备了Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+蓝色长余辉发光材料。首先采用高温固相法制备Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料，通过改变煅烧温度、Eu2+及Dy3+掺量对Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料的晶体结构、激发光谱与发射光谱、余辉性能及热释光谱进行了研究。随后，讨论了Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+的耐酸性及耐碱性，通过与SrAl2O4:Eu2+,Dy3+耐酸性及耐碱性进行比较分析，Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+在强酸强碱作用下，其物相结构、激发与发射光谱、余辉性能基本无变化，突出地体现了Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+优异的化学稳定性。其次，通过溶胶凝法制备Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料，讨论了不同还原气氛对溶胶凝法制备的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料的晶体结构、表面形貌、激发光谱与发射光谱、余辉性能的影响。选择适当的还原气氛对溶胶凝胶法制备Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料具有重要意义。不论前驱体做的有多好，如果还原气氛不对，其发光性能依然不好。最后，对比分析了高温固相法与溶胶凝法制备的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+的各项性能。溶胶凝法制备的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+余辉初始亮度不及高温固相法制备的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+，但前者余辉时间更长，两者的余辉衰减曲线相交于一点。溶胶凝法制备的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+有两个晶格陷阱，而高温固相法制备的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+只有一个晶格陷阱。溶胶凝法制备的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+可以捕获更多的载流子，其释放载流子的速度比高温固相法制备的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+慢，但是更持久。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 长余辉发光材料
• 1.1.1 长余辉发光材料的分类
• 1.1.2 长余辉发光材料的发光过程
• 1.2 硅酸盐体系长余辉发光材料的发展历史及研究现状
• 2MgSi₂O₇体系长余辉发光材料的研究现状'>1.2.1 Sr₂MgSi₂O₇体系长余辉发光材料的研究现状
• 1.2.2 硅酸锶体系长余辉发光材料的应用
• 1.3 本课题的目的和意义
• 1.4 本课题的主要研究内容
• 第二章 材料制备与性能表征
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验方法
• 2MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺长余辉发光材料'>2.2.1 高温固相法制备 Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺长余辉发光材料
• 2MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺长余辉发光材料'>2.2.2 溶胶凝胶法制备 Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺长余辉发光材料
• 2.3 样品性能表征
• 2.3.1 X 射线衍射（XRD）分析
• 2.3.2 形貌分析
• 2.3.3 激发光谱测试
• 2.3.4 发射光谱测试
• 2.3.5 余辉性能测试
• 2.3.6 热释光谱测试
• 2+,Dy³⁺掺量对高温固相法制备 Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料的影响'>第三章 煅烧温度与 Eu²⁺,Dy³⁺掺量对高温固相法制备 Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料的影响
• 2MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料的影响'>3.1 煅烧温度对 Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料的影响
• 2MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料晶体结构的影响'>3.1.1 煅烧温度对 Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料晶体结构的影响
• 2MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料余辉性能的影响'>3.1.2 煅烧温度对 Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料余辉性能的影响
• 2MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料热释光谱的影响'>3.1.3 煅烧温度对 Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料热释光谱的影响
• 2+, Dy³⁺掺量对 Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料的影响'>3.2 Eu²⁺, Dy³⁺掺量对 Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料的影响
• 2+,Dy³⁺掺量对 Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺晶体结构的影响'>3.2.1 Eu²⁺,Dy³⁺掺量对 Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺晶体结构的影响
• 2+,Dy³⁺掺量对 Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺激发光谱与发射光谱的影响'>3.2.2 Eu²⁺,Dy³⁺掺量对 Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺激发光谱与发射光谱的影响
• 2+,Dy³⁺掺量对 Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺余辉性能的影响'>3.2.3 Eu²⁺,Dy³⁺掺量对 Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺余辉性能的影响
• 3.3 本章小结
• 2MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺的耐酸碱性研究'>第四章 Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺的耐酸碱性研究
• 4.1 实验步骤
• 4.2 经酸碱处理后长余辉发光材料的物相组成发生的变化
• 4.3 经酸碱处理后长余辉发光材料的表面形态结构发生的变化
• 4.4 长余辉发光材料在酸中的稳定性
• 4.5 经酸碱处理后长余辉发光材料的激发光谱和发射光谱发生的变化
• 4.6 经酸碱处理后长余辉发光材料的余辉性能发生的变化
• 4.7 本章小结
• 2MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料的影响'>第五章 还原气氛对溶胶凝胶法制备的 Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料的影响
• 2MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺长余辉发光材料的物相结构的影响'>5.1 还原气氛对溶胶凝胶法制备 Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺长余辉发光材料的物相结构的影响
• 2MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺长余辉发光材料的激发光谱与发射光谱的影响'>5.2 还原气氛对溶胶凝胶法制备 Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺长余辉发光材料的激发光谱与发射光谱的影响
• 2MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺长余辉发光材料的余辉性能的影响'>5.3 还原气氛对溶胶凝胶法制备 Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺长余辉发光材料的余辉性能的影响
• 5.4 本章小结
• 2MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料比较'>第六章 高温固相法与溶胶凝胶法制备 Sr₂MgSi₂O₇：Eu²⁺，Dy³⁺长余辉发光材料比较
• 6.1 余辉性能对比分析
• 6.2 热释光谱对比分析
• 6.3 物相结构对比分析
• 6.4 荧光性能分析
• 6.5 本章小节
• 第七章 结语
• 7.1 结论
• 7.2 展望与不足
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文