CaNb_2O_6掺杂系列荧光粉的制备和光致发光性能

1、CaNb_2O_6掺杂系列荧光粉的制备和光致发光性能几十年来 ,人们致力于灯用荧光粉发光强度的提高。本文通过铋离子的 掺杂和钾离子的共掺 , 使铌酸钙掺杂系列发光材料的发光强度极大提高。其发光 强度之高是同系列发光材料中少见的。同时 , 近年来,纳米发光材料成为人们研 究热点,故本文又制备了同系列的纳米发光材料 , 并通过调整不同添加剂的量 ,合 成了具有特殊形貌的纳米粒子。所以 , 本文主要在这两方面开展探索。一、采用 传统高温固相法合成了 CaNb2O6:Bi3+,A+(A代表碱金属 K+,Na+,Li+ 离子) 荧光 粉。通过样品的 XRD分析得知所制得的样品为正交晶系结构 ,Bi3+

2、离子和 K+离 子的加入使铌酸钙晶格扩大。通过场发射扫描电镜 (FESEM)可以看出 , 氯化钾起 了一定的助熔剂作用。从漫反射光谱可以看出 ,在CaNb2O6:1Bi3+,1 n K+材 料中可以发生从 Nb067- 基团到 Bi3+ 离子能量转移过程。通过调整钾离子的不 同掺杂比例 , 使该系列材料的发光强度极大提高 , 发光效果最好的材料为 CaNb2O6:1Bi3+,1 15K+,即钾离子掺杂比例为 n Bi3+ K+=1:15.考察了 Mg2+ 离子和 Al3+离子对 CaNb2O6:1Bi3+,1 5 K+发光性能的影响情况 , 从激发光谱 和发射光谱上可以看出 ,CaNb2O6:

3、1Bi3+,1 5 K+,1 2Mg2+和 CaNb2O6:1 Bi3+,1 5 K+,1 2 Al3+ 的峰形和位置与 CaNb2O6:1Bi3+,1 5 K+基本一样, Mg2+离子和 Al3+离子提高了 CaNb2O6:1Bi3+,1 5 K+的发光强度 ,但提高程度 小于 K+离子对 CaNb2O6:1Bi3+的提高程度。但在 315 nm紫外光的激发下 , 同 样使白光的强度极大提高 , 使该材料的发光强度达到与上述制得的最好材料 CaNb2O6:Bi3+,115 K+的发光强度相比美。其发光强度极高 , 也是同系列材料 中少见的。最后 ,又分析了 Bi3+离子、 Mg2+离子和 A

4、l3+离子在铌酸钙中的发光 情况的相似点和不同点。在 254 nm紫外光激发下 ,Bi3+ 离子和 Mg2+离子在铌酸 钙中的发射带较宽 ,Al3+ 离子在铌酸钙中的发射带较窄。由此可看出核外电子排 布、离子半径、晶格振动状态和声子振动能量对离子发光的不同影响情况。二 . 通过溶胶凝胶燃烧法合成了纳米 CaNb2O6:1Bi3+ 和纳米 CaNb2O6:1 Bi3+,2%K+,通过调整不同添加剂的量合成了具有不同形貌的纳米晶 , 如球形、花 状和棒状。当 Nb与 CA的物质的量之比为 1：3 时,所合成的纳米 CaNb2O6:1 Bi3+呈球形或近球形 , 且形貌和尺寸均匀 , 平均粒径为 4

5、3 nm。当增加 CA的比例 到 n NbCA=1：4, 微粒形貌和尺寸变化不大 , 但是微粒的聚集状态发生重大的 变化, 大部分微粒像花一样聚集在一起。在 Nb与CA的物质的量之比为 1：3,另 加 KCl 时合成了 CaNb2O6:1Bi3+,2 K+纳米棒。由此可见 ,K+ 在棒状纳米棒的 形成过程中起了关键的作用。此外 ,在254 nm紫外光激发下 ,具有不同形貌的铌 酸钙掺铋纳米晶的发射光谱有两部分组成：一个是中心约在360 nm 的弱发射带 ,另一个是从 410 nm到 650 nm的强发射带。在 315 nm紫外光激发下 , 发射区域 在 350 nm 到 650 nm 之间。同

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