铒酞菁的合成及光学性质研究

使用溶剂热法合成了三种具有不同分子对称性的三明治结构的铒酞菁,并用时间飞行质谱、元素分析、紫外-可见-近红外吸收谱和近红外光致发光谱对它们的结构和近红外光谱特性进行了表征.在酞菁铒[Er(Pc)2]的吸收谱中,可以明显看到其中位于318 nm附近的吸收带为B带,对应着酞菁配体的π-π*电子跃迁,位于667nm附近的吸收带为Q带,也对应着酞菁配体的π-π*电子跃迁,1528 nm附近有一个强度非常弱的吸收,对应着三价铒离子4I15/2-4I13/2跃迁的吸收.在二笨甲酰基甲烷酞菁铒[Er(Pc)(DBM)]的吸收谱中,与Er(Pc)2的吸收谱类似,只是Q带红移了11nm,达到672nm,B带红移了24nm,达到342nm.值得注意的是:随着配合物分子结构不对称性的增加1530nm附近的发射增强.这被认为是由于三价铒离子所处的配体场的不对称性的增加导致原本宁称禁阻的4f-4f跃迁几率增加,从而使1530nm附近发射增强.1530nm处的发光对应着三价铒离子4I15/2-4I13/2跃迁.     

Eu(BA)3/SiO2复合材料的制备及其发光性能

采用溶胶一凝胶技术两步法把Eu(BA)3掺入到SiO2中制备Eu(BA)3/SiO2复合发光材料,并对其发光性能进行研究.研究结果表明,制备Eu(BA)3/SiO2复合发光材料的晟佳工艺条件是水与正硅酸乙酯摩尔比为4,正硅酸乙酯、盐酸和六次甲基四胺的摩尔比为17.5×10-45×10-3,陈化温度为40℃,掺入SiO2中的苯甲酸和铕离子的摩尔比为31,苯甲酸铕掺入量为1%.对Eu(BA)3粉体和Eu(BA)3/SiO2复合发光材料荧光光谱进行比较发现Eu(BA)3/SiO2复合发光材料激发光谱最大吸收峰变窄,同时发生蓝移,由288 nm蓝移到280 nmEu(BA)3/SiO2复合发光材料发射光谱在594 nm和618 nm处分别出现Eu3 的5D0→7F1和5D0→7F2跃迁发射,单位质量稀土配合物的发光强度是Eu(BA)3粉体的3倍左右.     

Na_(5.52)Mg_(1.74)(PO_4)_3∶Re~(3+)(Re=Dy,Tm,Tb或Eu)材料的制备与发光特性

采用高温固相法合成了Na5.52Mg1.74(PO4)3∶Re3+(Re=Dy,Tm,Tb或Eu)荧光粉并研究了材料的光谱特性。在近紫外光的激发下,Dy3+掺杂材料存在4F9/2→6 H15/2和4F9/2→6 H13/2跃迁产生的485、578nm 2个发射峰。Tm3+掺杂材料出现了由1 D2→3F4跃迁产生的453nm发射峰。Tb3+掺杂材料存在4个发射峰,峰值为490、547、584、624nm,分别对应Tb3+的5 D4→7F6、5 D4→7F5、5 D4→7F4、5 D4→7F3能级跃迁,其中的547nm发射峰为主发射峰。Eu3+掺杂材料存在2个主发射峰,分别为5 D0→7F1、5 D0→7F2跃迁产生的593、615nm的发射峰。进一步研究了Na5.52Mg1.74(PO4)3∶Eu3+中,Eu3+掺杂浓度对材料发射强度的影响,结果显示,随Eu3+掺杂浓度的增大,材料的发射强度增强,在1%~15%掺杂浓度范围内未出现浓度猝灭效应。     

新型绿色发光材料Sr_2ZnSi_2O_7:Tb~(3+)的制备及发光性质

采用微波辅助凝胶-燃烧法成功地合成了Sr2ZnSi2O7:Tb3+硅酸盐绿色发光材料.通过X线粉末衍射表征了材料的物相结构,用荧光分光光度计表征了材料的光致发光性能,同时对Tb3+浓度及助熔剂H3BO3用量等对材料发光性质的影响进行了研究.结果表明:该材料与Sr2ZnSi2O7具有相同的晶体结构,同属四方晶系.Sr2ZnSi2O7:Tb3+的激发光谱由位于200~300nm的1个宽带和位于325~400nm的1组窄峰组成,前者属于Tb3+4f8→4f75d的跃迁,后者由Tb3+离子的f→f跃迁引起;样品的发射光谱由位于414,436,490,543,584nm处的一系列窄带发射峰组成,均属于Tb3+的特征发射.其中,543nm处发射峰最强,因而样品发绿光.同时,确定了Tb3+的最佳掺杂量为摩尔分数x(Tb3+)=0.08,H3BO3的最佳用量摩尔分数x(H3BO3)=0.15.     

2,4,6-三{[4-(4-羟乙氧基)苯亚甲胺基]苯乙烯基}均三嗪的结构、光谱及热力学性质

采用密度泛函理论在B3LYP/6-31+ G+水平下研究了2,4,6-三((4-(4-羟乙氧基)苯亚甲胺基)苯乙烯基)均三嗪(BJZJSQ)分子的几何结构、红外光谱、电子吸收光谱及热力学性质.结果显示;BJZJSQ分子中心的2,4,6-三苯乙烯基均三嗪几乎在一个平面,各支链中的乙氧基苯亚甲胺基构成另一个平面,整个分子呈现出三叶扇形结构;气相分子的最强吸收峰位于416 nm处,源于HOMO→ LUMO、HOMO-1 →LUMO及HOMO-2→LUMO+1的混合跃迁,溶剂极性使其红移12 ～ 15 nm,溶剂的极性不影响最强吸收峰的跃迁性质;在溶剂相,355 nm处的弱吸收峰对应S0→S8电子跃迁;在298.15 K、标准大气压下,BJZJSQ分子标准摩尔生成焓和标准摩尔生成自由能分别为-2680.23和-1349.67kJ·mol-1.     

反应时间对CMC/Tb纳米粒子结构及荧光性能的影响

在不同反应时间下制备了CMC/Tb纳米复合物,并通过SEM、FT-IR、XPS、UV-Vis及荧光光谱考察了这些复合物的形貌、结构及其荧光性能.结果表明:CMC/Tb复合物为球形颗粒状的粒子,其尺寸为100 nm左右;不同反应时间下Tb3+离子与CMC键合方式相似,都与CMC分子链上的—OH、—COO-以及—COC中O原子发生化学反应,但由于反应过程中CMC大分子的构象存在动态平衡,使得产物中的配位结构略有差异;CMC为主要的光能量吸收体,能有效敏化Tb3+离子发射窄的5D4→7F6(489 nm)、5D4→7F5(545 nm)、5D4→7F4(584 nm)和5D4→7F3(619 nm)电子轨道跃迁特征峰,其最强的5D4→7F5跃迁绿色荧光发射特征峰的半峰宽小于10 nm,而其强度随反应时间延长而上下波动,并在75 min后趋于平稳.     

Pr~(3+)掺杂Ge-Ga-S-KCl硫卤玻璃的近红外发光研究

采用熔融淬冷法制备掺Pr3+(0.1%,0.3%,0.5%,0.7%)(按物质的量计算百分数,下同)的0.64GeS2-0.16Ga2S3-0.2KCl硫卤玻璃.测试玻璃的光学吸收谱和光致发光谱,在红外吸收谱中有4个明显的吸收峰,分别是Pr3+的基态3H4向3F4,3F3,3F2和3H6激发态跃迁引起的吸收.近红外区的3个发光峰,分别对应1D2→1G4(~1 390 nm),3F4→3H4(~1 430 nm)和3F3→3H4(~1 480 nm)的跃迁.0.5l%PrCl3掺杂时该组分玻璃的发光强度最高,而且吸收峰和发光峰峰值位置比相应的硫系玻璃有蓝移.分析表明:吸收峰和发光峰的蓝移是由于硫卤玻璃的离子键性比相应的硫系玻璃的离子键性强,导致Pr3+的相应能级间隔增大.     

二(吡啶-3-甲酸)铅(Ⅱ)金属配合物的密度泛函理论研究

标题化合物二(吡啶-3-甲酸)铅Ⅱ([PbⅡ(C5H4NCOO)2]在密度泛函B3LYP/LANL2DZ水平上进行了优化,计算结果显示此化合物具有V型的二配位几何构型.原子电荷分布分析显示,在形成此配合物的过程中,每一个吡啶-3-甲酸根负离子传递了-0.454 177 e电荷给铅离子.电子吸收光谱计算表明,在紫外区域存在两个吸收峰,它们对应于内配体π→π*电子跃迁及配体到金属的电荷转移跃迁(LMCT).标题化合物的部分热力学函数值也通过计算得到,并且得到了热力学函数与温度的相关关系.     

静电纺丝制备Y_3Al_5O_(12)∶Tb~(3+)发光纳米纤维

采用静电纺丝制备了非晶态的PVP(polyvinyl pyrrolidone)/[Y(NO3)3+Al(NO3)3+Tb(NO3)3]复合纳米纤维,经900℃焙烧10 h后,获得了单相石榴石型的Y3Al5O12∶Tb3+(简称YAG∶Tb3+)发光纳米纤维,直径约70 nm,长度大于100μm.当焙烧温度高于550℃时,复合纳米纤维中水分、有机物和硝酸盐分解挥发完毕,样品不再失重,总失重率为86.7%.YAG∶Tb3+发光纳米纤维在273 nm的紫外光激发下,发射出Tb3+离子特征的543 nm的明亮绿光.讨论了YAG∶Tb3+发光纳米纤维的形成机理.该技术可以用来制备其他石榴石型化合物纳米纤维.     

1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-5-氨基吡唑的结构、光谱与热力学性质

在B3LYP/6-31++G**水平对1-(2,6-二氯-4-三氟甲基苯基)-3-氰基-5-氨基吡唑分子进行几何构型优化和频率的计算,得到红外光谱、拉曼光谱和不同温度下的热力学性质.结果显示,该分子的苯基环和吡唑环不在同一个平面上,两个平面的二面角在84°左右.最低能量吸收谱线的波长为339 nm,对应HOMO→LUMO的π→π*和n→π*电子跃迁.热力学计算显示该分子的气态热力学函数熵Sm和焓Hm与温度有较好的线性关系,Sm＝421.710 5+0.687 3T(J·mol-1·K-1)和Hm＝306.673 1+0.426 7T(kJ·mol-1).     

Tb~(3+)/Ce~(3+)掺杂硼酸盐玻璃的发光性能

采用高温熔融冷却法制备了Tb3+,Ce3+掺杂和Tb3+/Ce3+共掺硼酸盐玻璃,并利用荧光光谱研究了其发光性能。结果表明:在紫外光激发下,Tb3+掺杂玻璃最强发射峰位于545 nm;Ce3+掺杂玻璃的发射光谱是峰值位于387 nm附近的不对称宽带;Tb3+/Ce3+共掺玻璃的发射光谱是由380 nm附近的不对称宽带和491,545,588,623 nm附近的4个发射峰组成;在Tb3+/Ce3+共掺玻璃中,Ce3+是Tb3+的高效敏化剂,Tb3+的发射强度是Tb3+掺杂玻璃的8倍以上。     

纳米稀土(Eu~(3+),Tb~(3+))三元配合物的制备和荧光性质

为了探索形貌和尺寸对配合物荧光性质的影响,以聚（乙烯基吡咯烷酮）为表面活性剂,制备了两种纳米稀土三元配合物[Eu（BA）3phen和Tb（acac）3phen]．采用元素分析、透射电镜、红外吸收光谱、紫外-可见吸收光谱、X射线粉末衍射及X射线光电子能谱对所制备的纳米配合物进行表征．结果表明,所制备的配合物为纳米颗粒,聚（乙烯基吡咯烷酮）的存在能有效地抑制配合物团聚而形成大的颗粒．对纳米稀土配合物的荧光性质研究发现,在紫外光激发下,这两种纳米配合物能分别发射Eu^3＋和Tb^3＋离子的特征荧光,而且纳米配合物的荧光性能优于相应的普通配合物．     

新型红色长余辉发光材料Gd2O2S:EU3+,Si4+,Ti4+的合成及性能表征

采用高温固相反应法首次合成了新型红色长余辉发光材料Gd2O2S:Eu3+,Si4+,Ti4+.用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、分光光度计等对合成产物进行了分析与表征.结果表明:Gd2O2S:Eu3+,Si4+,Ti4+的晶体结构与Gd2O2S相同,为六方晶系.颗粒的形貌为类球形.Gd2O2S:Eu3+,Si4+,Ti4+的激发光谱呈250～400 nm宽带状,激发光谱主峰位于365 nm;发射光谱为线状光谱,归属于Eu3+的5DJ(J=0,1)→7FJ(K=0,1,2,4)跃迁.最强的发射峰为627 nm和617 nm,均属于5D0→7F2跃迁,且627 nm的发射峰明显远强于617nm,显示出纯正的红色发光;并且Si4+和Ti4+离子的共掺杂可显著延长样品Cd2O2S:Eu3+的余辉时间.     

白光LED用橙红色荧光体Sr_2MgSi_3O_9:Eu~(3+)的制备和光谱性质

采用凝胶-燃烧法在活性炭弱还原气氛下成功合成了新型橙红色发光材料Sr_2MgSi_3O_9:Eu~(3+).用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计等对合成产物进行了分析和表征.结果表明:此发光材料与Sr_2MgSi_2O_7具有相似的晶体结构,同属四方晶系.样品的一次颗粒近似球形,粒径在100 nm左右.样品Sr_2MgSi_3O_9:Eu~(3+)的激发光谱在220～300 nm内出现一宽带吸收,归属于Eu~(3+)-O~(2-)之间的电荷迁移带,300 nm以后出现的锐线峰为Eu~(3+)的f→f跃迁吸收峰,其最强锐线峰位于400 nm,对应于Eu~(3+)的基态到~5L_6激发态跃迁吸收,因而,可以被InGaN管芯产生的紫外辐射有效激发.发射光谱由2个强发射峰组成,位于592 nm和618 nm处,分别属于典型的Eu~(3+)的~5D_0→~7F_1和~5D_0→~7F_2跃迁.此外,研究还发现共掺杂适量Ti使得发光颜色由橙红色向红色转变,发光强度明显增强.     

Y3Al5O12基质中Dy3+的浓度猝灭机制

采用溶胶-凝胶/燃烧合成法制备不同掺杂浓度的Dy:Y3Al5O12(YAG)发光粉体。分析基质晶体结构、Dy3+掺量对Dy3+光致发光性能的影响,并探讨Dy3+在Y3Al5O12基质中的自身浓度猝灭机制。根据激发光谱,Dy:YAG的主激发峰位置在353 nm,对应Dy3+的6H15/2→6P7/2跃迁。在Dy:YAG晶体结构中,Dy3+取代Y3+的位置具有D2对称性,故Dy:YAG的蓝光发射强度要高于黄光发射强度,且Dy3+最佳摩尔分数为0.02;Dy3+的4F9/2→6H15/2、6H13/2跃迁发射的浓度猝灭机制均为相邻中心的电偶极-电偶极相互作用引起的交叉弛豫(4F9/2+6H15/2→6H9/2+6F3/2)所造成的。     

机械力化学法合成SrZnO_2:Sm~(3+)及发光性能

采用机械力化学法与热分解相结合的方法合成了SrZnO2:Sm3+粉体。用热重—差热(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光(FL)对样品进行了结构、形貌及发光性能表征。结果表明,样品粒径为100~300nm,在409 nm波长激发下,样品发红光,发射主峰为606 nm,对应于Sm3+离子的5G5/2→6H7/2跃迁,并且研究了Sm3+的最佳掺杂浓度,其浓度较低仅为1.0%。     

静电纺丝法制备Eu3+掺杂的氧化钆纳米纤维

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 为络合剂与Gd(NO3)3·6H2O和Eu(NO3)3·6H2O反应制得前驱体溶液, 采用静电纺丝技术制备了PVP／Gd(NO3)3·Eu(NO3)3复合纳米纤维,经焙烧得到分布均匀、具有较大比表面积的Gd2O3:Eu3+纳米纤维。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)及差热-热重分析(TG-DTA)等现代分析手段对纤维的表面形貌、纯度和结晶度进行了表征。荧光光谱分析表明:随着烧结温度的升高,Gd2O3:Eu3+纳米纤维的结晶度就越高,其荧光性能也越来越强。     

Y1.9SiO5:Tb3+0.1发光材料的制备及其发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备Y1.9SiO5:Tb3+0.1发光材料,并在250～1000℃不同温度下进行煅烧.通过对此样品在不同温度下激发光谱、发射光谱、红外光谱以及X衍射图谱进行研究,发射谱中625nm、587nm、545nm、442nm处显示了Tb的5D4-7Fj(j=3,4,5,6)的特征跃迁,491nm处显示了5D3-7F6的特征跃迁.红外和X衍射图都显示500℃是样品从无定形到晶形的温度变化点,800℃时晶体稳定且晶形最好.无定形态时样品的荧光强度随温度升高而降低,而晶态时其荧光强度随温度变化趋势正好相反.说明无定形态时,Tb3+主要处于无反演中心格位;而在晶态结构中,Tb3+主要处于反演中心格位.     

铽离子在氯磷酸锶镧中的发光和铈对它的敏化发光

本文报道了Tb~(3+)在氯磷酸锶镧中的发光性质、浓度猝灭和Ce~(3+)对Tb~(3+)的敏化发光。实验表明在该基质中Ce~(3+)对Tb~(3+)有良好的敏化作用。文中探讨了Ce~(3+)→Tb~(3+)的能量传递机理,证明为偶极子-偶极子相互作用的共振能量传递。     

掺杂浓度对TeO_2-BaO-Eu_2O_3玻璃中Eu离子发光性质的影响

研究了TeO2-BaO-Eu2O3玻璃中Eu离子掺杂浓度对其发光性质的影响.分别用TU-1901 UV-VIS紫外可见光谱仪和F-2500荧光光谱仪测量样品的吸收光谱和发射光谱与激发光谱.结果表明:所有的样品在330 nm左右有一个很强的吸收带;Eu-O电荷迁移带的强度与Eu离子掺杂浓度密切相关;相对于基质吸收,Eu离子的本征吸收强度随掺杂离子浓度的提高而增强;在394 nm光的激发下,Eu离子发光主要位于594 nm和615nm左右,相对于5D0→7F1,5D0→7F2跃迁发射受Eu离子掺杂浓度的影响.