稀土掺杂硼酸盐荧光粉的可控制备及性能研究

发布时间：2017-08-18 03:06

  本文关键词：稀土掺杂硼酸盐荧光粉的可控制备及性能研究

  更多相关文章： 硼酸盐 高温固相法 水热法 能量传递 光谱性质

【摘要】：硼酸盐材料由于其具有较大的电子带隙、较强的荧光强度、特殊光学损伤阈值等光学性质,是作为制备稀土掺杂荧光粉基质的比较理想的材料之一。论文主要利用高温固相法、水热法制备了几种稀土掺杂硼酸盐荧光粉,并对稀土离子之间的能量传递过程、水热条件对产物形貌以及发光性质的影响、不同形貌产物的形成机理、猝灭浓度等进行了研究。论文主要内容有:1.以K+为电荷补偿剂,利用高温固相法制备了一系列Dy3+/Tb3+/Eu3+掺杂的KSr4(BO3)3荧光粉。实验结果表明:在KSr4(BO3)3基质中存在Dy3+→Tb3+、Dy3+→Eu3+能量传递过程,且能量传递机理都归因于偶极-偶极能量传递过程。随着Tb3+/Eu3+的浓度增加,能量传递效率分别达到60%/20%,且KSr4(BO3)3:0.005Dy3+,x Tb3+/y Eu3+系列荧光粉的发光颜色分别从Dy3+的蓝白色向Tb3+(绿色)/Eu3+(红色)的颜色过渡。其中,KSr4(BO3)3:0.005Dy3+,0.015Eu3+荧光粉的色坐标(0.334,0.351)与标准白光(0.33,0.33)非常接近。2.利用共沉淀法制备的均一Ln(OH)CO3(Ln=Y,Gd,Lu)亚微米胶体球与不同硼源(Na2B4O7·10H2O,Na BO2·4H2O,H3BO3)在水热条件下反应成功制备了不同形貌的Ln BO3(Ln=Y,Gd,Lu)。硼源的用量、溶剂的组成分别对产物的形貌有较大的影响。不同形貌的Ln BO3(Ln=Y,Gd,Lu)产物形成过程可分别归因于:溶解重结晶、Ostwald熟化、两步生长过程/初级粒子边缘的晶格张力或表面相互作用。不同形貌产物的几何外形、结晶度对它们发光性质有较大影响,且Eu3+/Tb3+在Ln BO3(Ln=Y,Gd,Lu)基质中都具有较高的猝灭浓度。3.利用Gd(OH)3纳米棒前驱体与不同硼源(H3BO3,Na2B4O7·10H2O,Na BO2·4H2O)之间的水热反应制备了不同形貌的Gd BO3。层饼状、花状、树叶状Gd BO3产物的形成分别经历了不同的生长过程:定向附着、溶解重结晶、定向生长。形貌和比表面积的不同导致了Eu3+掺杂的产物具有不同的发光强度:花状产物树叶状产物层饼状产物。且在花状产物中Eu3+具有较高的猝灭浓度,猝灭浓度为0.25。Gd BO3:0.25Eu3+的量子效率为14.3%,高于商用红色荧光粉Y2O3:Eu3+的量子效率(12.2%)。
【关键词】：硼酸盐 高温固相法 水热法 能量传递 光谱性质
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ422;TQ133.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-30
• 1.1 引言10-11
• 1.2 稀土发光材料11-17
• 1.2.1 稀土发光材料概述11-12
• 1.2.2 稀土发光材料发光原理12-13
• 1.2.3 稀土发光材料分类13
• 1.2.4 稀土发光材料的制备方法13-17
• 1.3 稀土发光材料的国内外研究现状17-22
• 1.3.1 制备颜色可调的荧光粉的研究现状17-19
• 1.3.2 利用Ln(OH)CO_3前驱体制备镧系化合物的研究现状19-20
• 1.3.3 控制水热条件制备不同形貌镧系化合物的研究现状20-22
• 1.4 本论文研究的目的、意义及内容22-24
• 参考文献24-30
• 第2章 KSr_4(BO_3)_4:Dy~(3+)/Tb~(3+)/Eu~(3+)荧光粉的制备及性能研究30-47
• 2.1 引言30-31
• 2.2 实验部分31-32
• 2.2.1 实验试剂及来源31
• 2.2.2 主要仪器31-32
• 2.2.3 实验方法32
• 2.2.4 样品表征32
• 2.3 KSr_4(BO_3)_4:Dy~(3+)/Tb~(3+)荧光粉的制备及性能研究32-38
• 2.3.1 结果讨论32-38
• 2.4 KSr_4(BO_3)_4:Dy~(3+)/Eu~(3+)荧光粉的制备及性能研究38-42
• 2.4.1 结果与讨论38-42
• 2.5 本章小结42-44
• 参考文献44-47
• 第3章 LnBO_3:Eu~(3+)/Tb~(3+)(Ln=Y, Gd, Lu)荧光粉的可控制备及性能研究47-71
• 3.1 引言47-48
• 3.2 实验部分48-50
• 3.2.1 实验试剂及来源48
• 3.2.2 主要仪器48
• 3.2.3 实验方法48-50
• 3.2.4 样品表征50
• 3.3 椭球状YBO_3:Ln~(3+)(Ln=Eu, Tb)的制备及发光性能研究50-55
• 3.3.1 结果讨论50-55
• 3.4 纳米粒子自组装GdBO_3:Eu~(3+)的可控制备及发光性能研究55-60
• 3.4.1 结果与讨论55-60
• 3.5 LuBO3:Ln~(3+)(Ln=Eu, Tb)的可控制备及发光性能研究60-66
• 3.5.1 结果与讨论60-66
• 3.6 本章小结66-67
• 参考文献67-71
• 第4章 多层结构GdBO_3:Eu~(3+)荧光粉的可控制备及性能研究71-85
• 4.1 引言71
• 4.2 实验部分71-73
• 4.2.1 实验试剂及来源71-72
• 4.2.2 主要仪器72
• 4.2.3 实验方法72-73
• 4.2.4 样品表征73
• 4.3 结果讨论73-81
• 4.4 本章小结81-82
• 参考文献82-85
• 第5章 结论85-86
• 攻读硕士学位期间的主要成果86-89
• 致谢89-90

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本文编号：692357