稀土在无机微孔材料中的荧光光谱及规律 Ⅱ.Tb~(3+)在沸石基质中的光谱特性

Tb~(3+)在沸石微孔材料中荧光性质的研究尚未见报道。本文主要讨论Tb~(3+)在NaY,NaX和NaA沸石基质中的荧光光谱。研究焙烧脱水过程中,Tb~(3+)的光谱变化,考察Tb~(3+)的配位环境以及与沸石骨架的键合作用。1 实验部分 采用文献[1]介绍的方法制备和处理稀土交换沸石样品。稀土交换量为～5 Wt％。     

用电子自旋共振波谱和荧光光谱研究BaFCl:Eu中铕的价态

BaFCl:Eu是一种优良的X射线发光材料,最近我们发现:虽然它的发光起源于Eu~(2+)离子的4f~65d→4f~7能级间的电子跃迁;但是晶体中同时存在的Eu~(3+)离子的电荷转移跃迁对发光有很明显的增强作用。因此在研究Eu~(2+)和Eu~(3+)离子在发光过程中的作用时,必须首先要知道它们在发光材料中的浓度。我们提出了一种准确测定BaFCl:Eu中Eu~(2+)和Eu~(3+)离子含量的方法。这种方法是依据Eu~(2+)离子的电子自旋共振(ESR)波谱以及Eu~(2+)和Eu~(3+)离子的发光光谱。我们合成了一系列含有不同Eu~(2+)/Eu~(3+)浓度比的BaFCl:Eu,并初步讨论了它们的发光现象。     

Eu~(2+)和Ce~(3+)在钙钛矿型氟化物中的光谱特征和能量传递

对具d-f和f-f两种跃迁形式的Eu~(2+)和具d-f跃迁特征的Ce~(3+),讨论了它们在ABF_3(A=K~(+),Ba~(2+);B=Li~(+),Mg~(2+),Ca~(2+))中的光谱特征。根据Eu~(2+)、Ce~(3+)在KCaF_3基质中的能级关系,实现了在复合氟化物中Ce~(3+)对Eu~(2+)能量传递,探讨了能量传递机理,并计算了传递量子效率。     

GdVO4:Ln3+(Ln=Eu,Tm,Dy)荧光粉的水热法制备及其发光性能

以EDTA为矿化剂,采用水热法制备了Gd VO4∶Dy~(3+)、Gd VO4∶Dy~(3+),Eu~(3+)和Gd VO4∶Dy~(3+),Eu~(3+),Tm~(3+)荧光粉,研究了所制备样品的相结构、形貌、荧光性质、Dy~(3+)到Eu~(3+)的能量传递及Dy~(3+)的4F9/2→6H15/2跃迁的衰减曲线。X射线衍射(XRD)确定了所合成的Gd VO4∶0.03Dy~(3+)、Gd VO4∶0.03Dy~(3+),0.07Eu~(3+)和Gd VO4∶0.03Dy~(3+),0.07Eu~(3+),0.07Tm~(3+)样品均为四方晶系;扫描电镜(SEM)显示Gd VO4∶0.03Dy~(3+),0.07Eu~(3+)和Gd VO4∶0.03Dy~(3+),0.07Eu~(3+),0.07Tm~(3+)均为棒状结构,平均长度分别约为0.458和0.491μm;通过研究Gd VO4∶Dy~(3+),Eu~(3+)的发射光谱和衰减曲线,佐证了Dy~(3+)到Eu~(3+)的能量传递过程,并确定了其能量传递的机制为偶极-偶极相互作用。通过调节Gd VO4∶0.03Dy~(3+),x Eu~(3+)荧光粉中Eu~(3+)的掺杂浓度实现了准白光输出(0.424,0.350);调节Gd VO4∶0.03Dy~(3+),0.07Eu~(3+),y Tm~(3+)荧光粉中Tm~(3+)的掺杂浓度,也实现了白光输出(0.346,0.301)。     

荧光粉Ba_(5-3x/2)B_4O_(11):xEu~(3+)的制备及发光性能

采用高温固相烧结法成功制备了Ba_(5-3x/2)B_4O_(11):xEu~(3+)(x=0. 02～0. 22)荧光粉,利用XRD和SEM等对荧光粉进行了结构和形貌表征。在激发波长为393 nm的条件下,发射峰(596、621、657和706 nm)与Eu~(3+)的5D0-7FJ(J=1,2,3,4)电子跃迁相对应,其中621 nm最强发射峰由Eu~(3+)离子5D0→7F2电偶极跃迁造成。文章还研究了Eu~(3+)掺杂浓度对Ba_(5-3x/2)B_4O_(11):xEu~(3+)发光性能的影响,结果表明,荧光粉的发光强度随着Eu3+掺杂量的增加呈现先增大后减小的趋势,Eu~(3+)最佳掺杂量为0. 16。     

碱土金属锡酸盐掺铕体系荧光粉合成和荧光性质研究

本文报道了MSnO_3∶Eu~(3+)和M_2SnO_4∶Eu~(3+)(M=Ca,Sr,Ba)体系荧光粉的合成和荧光性质。产品经X射线确证CaSnO_3∶Eu~(3+)和Ca_2SnO_4∶Eu~(3+)为正交晶系,SrSnO_3∶Eu~(3+)和BaSnO_2∶Eu~(3+)为立方晶系,而Sr_2SnO_4∶Eu~(3+)和Ba_2SnO_4∶Eu~(3+)为四方晶系。激发光谱表明,随Ba—Sr—Ca离子半径减小,Eu~(3+)的电荷迁移能量紫移,而Eu~(3+)的f-f跃迁红移。发射光谱表明,CaSnO_3∶Eu~(3+)和Ca_2SnO_4∶Eu~(3+)以电偶极跃迁为主,而其它4种化合物不存在电偶极跃迁。     

Ba_2YAlO_5:Eu~(3+)红色荧光粉的制备及其发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ba_2YAlO_5:Eu~(3+)红色荧光粉,通过XRD,SEM,荧光光谱分别对样品的结构、形貌以及发光性能进行了表征,讨论了Eu~(3+)掺杂浓度、煅烧温度、Bi~(3+)掺杂对样品发光性能的影响。结果表明:实验所得样品主晶相为Ba_2YAlO_5。颗粒形貌不规则,粒径大小为2~10μm。合成的荧光粉在260 nm紫外光激发下发出明亮的红光,最佳Eu~(3+)掺杂量为8%(摩尔分数),最佳煅烧温度为1250℃。掺杂Bi~(3+)后,样品的结构没有改变,但激发光谱发生了变化,在300~375 nm处出现激发峰,对应于Bi~(3+)的1S0→3P1跃迁。随着Bi~(3+)掺杂浓度的增加,在333 nm激发下,发光强度先增加后减弱,存在Bi~(3+)→Eu~(3+)的能量传递过程。     

Dy3+，Eu3+共掺的LiGd(MoO4)2单一相荧光粉的合成、发光及能量传递

采用溶胶-凝胶法制备了LiGd(MoO_4)_2∶Dy~(3+),Eu~(3+)系列荧光粉。用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、荧光光谱仪等对所得样品的结构、形貌和发光性能进行了表征,并研究了其能量传递机理。结果表明:白钨矿结构的Li Gd(Mo O_4)_2∶Dy~(3+),Eu~(3+)荧光粉的形貌为不规则颗粒,其粒径为1.8μm。在354 nm近紫外光激发下,该荧光粉显示出Dy~(3+)的特征黄、蓝光发射和Eu~(3+)的特征红光发射。计算Dy~(3+)和Eu~(3+)的临界距离为1.383 nm,Dy~(3+)→Eu~(3+)之间能量传递机理为偶极-四极相互作用。通过调节Dy~(3+)、Eu~(3+)的掺杂浓度,荧光粉可实现暖白光发射。此外,详细研究了稀土离子(Dy~(3+),Eu~(3+))的掺杂浓度与荧光粉的色温值之间的关系。     

沸石基质中Eu^3＋的还原及Eu^2＋的稳定性

低温弱还原条件下,在沸石基质中获得了稳定的Eu~(2+)。借助程序升温还原(TPR)技术考察了沸石中Eu~(3+)→Eu~(2+)还原温度及价态转换途径。通过穆斯堡尔谱讨论了价态转换过程中,铕离子在沸石笼结构中的配位环境及其与沸石骨架的相互作用。光电子能谱和荧光光谱数据表明,Eu~(2+)在沸石基质中价态是稳定的。     

Eu^2＋和Ce^3＋激活的BaYF5荧光性质

本文讨论了BaYF_5中Eu~(2 )和Ce~(3 )的光谱特征及浓度对光谱的影响。Eu~(2 )和Ce~(3 )均表现为d—f跃迁的特征激发和发射。由于Eu~(2 )—Eu~(2 ),Ce~(3 )—Ce~(3 )能量迁移的存在,两者猝灭浓度偏低,其猝灭机理为偶极-偶极相互作用。根据BaYF_5基质中Eu~(2 )和Ce~(3 )的能级关系,发现Ce~(3 )对Eu~(2 )的发射具有明显的敏化作用。其机理主要为非辐射多极子作用,但也存在辐射传递。     

KCaF_3∶Eu~(2+)中Eu~(2+)的发射中心

KCaF_3基质中Eu~(2+)的发射中心与制备条件密切相关,实验发现,KCaF_3:Eu~(2+)表现出两个不同的d→跃迁发射带。讨论了两个发射带的起因、相互关联及与掺杂浓度的关系。探讨了Eu~(2+)→Eu~(3+)价态转换过程。     

低价稀土离子在含氧化合物中光谱特性及其变化规律 Ⅰ.铕(Ⅱ)离子在复合碱土硫酸盐中光谱结构变化规律

BaMg(SO_4)_2具有无水钾明矾结构。Eu~(2+)在该基质中的荧光光谱结构是由特征的d-f跃迁宽带发射和f-f跃迁锐线发射组成。在Ba_(1-x)Mg_(1+x)(SO_4)_2:Eu~(2+)中,适当增大Mg~(2+)含量,线与带两种发射强度比(R=I(f—f)/I(d—f))明显增大,其中Ba_(0.4)Mg_(1.6)(SO_4)_2:Eu~(2+)的f-f锐线发射强度最大。在Ba_(1-x)Sr_xMg(SO_4)_2:Eu~(2+)中,随x增大,上述强度比变小,带峰位发生红移。对于MeSO_4:Eu~(2+)(Me=Ca,Sr,Ba)随碱土金属阳离子半径变大,其发射光谱逐渐向蓝移。采用高温固相扩散法将Eu~(2+)引入基质中。     

铽-铕共掺杂的硅酸铝钠荧光体的光致发光性能及能量传递

采用温和的固相反应法合成了具有四方相结构的铽一铕共掺杂的硅酸铝钠(NaAlSiO_4:Tb~(3+),Eu~(3+))发光材料.利用粉末X射线衍射(XRD)、荧光光谱(PL)、时间分辨光谱(TRPL)以及荧光寿命等手段对合成的样品进行表征.研究结果表明:通过改变NaAlSiO_4:Tb~(3+),Eu~(3+)中Eu~(3+)离子的掺杂浓度,可实现其绿光及红光发射的调控;由于Tb~(3+),Eu~(3+)离子间的有效能量传递,Tb~(3+)离子的共掺杂可显著增强该基质中Eu~(3+)离子的发光性能;该能量传递现象可由TRPL光谱等手段进行证实,根据荧光寿命的数值计算可知,从Tb3~(3+)向Eu~(3+)离子的能量传递效率高达95%.     

Ca3La3(BO3)5中Eu3+的光致发光

本文详细地研究了紫外光激发下,Ca_3La_3(BO_3)_5中Eu~(3+)的发光光谱和激发光谱与组成、结构的关系.发现Eu~(3+)在此基质中可能不止一个发光中心;Eu~(3+)自身浓度猝灭的机理为电四极-四极相互作用.     

Eu~(2+)在碱土金属氯磷酸盐中的发光

考察了Eu~(2+)在Ca~(2+)、Sr~(2+)、Ba~(2+)三种碱土金属氯磷酸盐中的发光性质。用晶胞参数法测得了Sr_(5-x)Ca_x(PO_4)_3Cl和Sr_(3-3x)/5Ca_2-2x/5Ba_x(PO_4)_3Cl两个体系固相线下的关系。通过实验证实了Eu~(2+)在氯磷酸盐基质中存在两个发光中心。同时研究了固溶体Sr_(4.5)Ca_(0.5)(PO_4)_3Cl:Eu~(2+)中Eu~(2+)的d→f能级跃迁强度随Eu~(2+)浓度的变化关系,以及Eu~(2+)的浓度猝灭机理。     

微波等离子体法合成SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)中激活剂的浓度猝灭研究

采用微波等离子体法合成SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料,通过对掺杂不同激活剂浓度的产物的光谱性能、余辉性能、相组成结构的分析以及晶胞常数的计算,探讨了微波等离子体法合成srAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)时,激活剂Eu~(2+)的浓度猝灭特性.XRD测试结果表明,Eu~(2+)离子的掺入对基质晶格畸变影响很小;光谱和余辉性能测试表明Eu~(2+)的掺杂浓度对产物的瞬时发光强度影响较大,相对而言对余辉性能的影响程度不大.产物的发光性能随Eu~(2+)摩尔浓度的增大呈现先增强后减弱的趋势,发光中心Eu~(2+)离子的猝灭浓度为4%.结合EDX结果说明,与高温固相法以及其他一些方法相比,采用微波等离子体合成技术可在一定程度上提高Eu~(2+)离子的临界猝灭浓度,从而为进一步提高长余辉发光材料的发光性能提供了可能.     

La_7O_6(BO_3)(PO_4)_2∶Eu~(3+)/Tb~(3+)荧光材料的制备及其光致发光性能

采用优化的高温固相方法制备了稀土离子Eu~(3+)和Tb~(3+)掺杂的La_7O_6(BO_3)(PO_4)_2系荧光材料,并对其物相行为、晶体结构、光致发光性能和热稳定性进行了详细研究。结果表明,La_7O_6(BO_3)(PO_4)_2∶Eu~(3+)材料在紫外光激发下能够发射出红光,发射光谱中最强发射峰位于616 nm处,为5D0→7F2特征能级跃迁,Eu~(3+)的最优掺杂浓度为0.08,对应的CIE坐标为(0.610 2,0.382 3);La_7O_6(BO_3)(PO_4)_2∶Tb~(3+)材料在紫外光激发下能够发射出绿光,发射光谱中最强发射峰位于544 nm处,对应Tb~(3+)的5D4→7F5能级跃迁,Tb~(3+)离子的最优掺杂浓度为0.15,对应的CIE坐标为(0.317 7,0.535 2)。此外,对2种材料的变温光谱分析发现Eu~(3+)和Tb~(3+)掺杂的La_7O_6(BO_3)(PO_4)_2荧光材料均具有良好的热稳定性。     

氧分压对ZnO:Eu~(3+),Li~+薄膜结构和光学性质的影响

利用脉冲激光沉积(PLD)法在Si(111)衬底上制备了ZnO:Eu~(3+),Li+薄膜,分别通过XRD谱和光致发光(PL)谱测试研究了氧分压不同时薄膜结构和发光性质。XRD谱研究表明,所有样品均仅出现ZnO基质的(002)衍射峰,说明Eu~(3+)已进入ZnO基质晶格,没有单独形成结晶氧化物。PL谱研究表明,当用325 nm的光激发样品时,样品的发光仅由ZnO基质的紫外发光和绿光发射组成,没有出现稀土Eu~(3+)的特征发光峰。当用395 nm的光激发样品时,在594和613 nm处出现两个明显的Eu~(3+)特征发光峰,分别属于Eu~(3+)的磁偶极跃迁(~5D_0→~7F_1)和电偶极跃迁(~5D_0→~7F_2),而且随着氧压的增加,594 nm处的发光峰强度变化不大,但613 nm处的发光峰强度明显增强。     

粉煤灰制备高纯度NaX型沸石及去除废水中Pb~(2+)的研究

采用经碱熔融-离心提取处理的粉煤灰为原料,经水热反应法两步合成高纯度NaX型沸石。研究了溶液pH值、NaX型沸石的用量及初始摩尔浓度对模拟废水中Pb~(2+)去除效果的影响。结果表明,在25℃,pH值为5.5,NaX型沸石的投加量为1kg/m~3,吸附时间为30min时,对初始摩尔浓度为0.1~1mol/m~3的Pb~(2+)去除率均达到了99%以上。粉煤灰基NaX型沸石对Pb~(2+)的吸附符合Langmuir吸附等温方程和准二级反应动力学过程。     

SrGaF_5中Eu~(2+)的荧光光谱结构

Hewes 和Hoffman首次报道了 MAIF,(M=Ca,Sr,Ba)中Eu~(2+)的光谱特性,发现当M=Sr或Ba时,Eu~(2+)可以产生4f~7(~6P_(7/2))→df~7(~8S_(7/2))跃迁锐线发射(简称f→f跃迁发射),峰值位于 360nm附近。随后,Blasse和Fouassier先后对Eu~(2+)产生f→f