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人们早在100年以前已经开始研究发光材料,并广泛应用于光致发光和电致发光领域。稀土被应用于三基色发光粉中,其中红粉和绿粉已经由Eu3+和Tb3+化合物的f-f跃迁产生,并且已经商用化,然而商用的蓝粉还很缺乏。1998年Dinelson等人利用固体组合化学技术发现了一种蓝色发光材料,它是迄今为止所发现的唯一四价稀土离子发光的化合物,具有一维链状结构,属于电荷迁移发光(CTT),这种化合物经X-射线、阴极射线和紫外灯照射发出明亮的蓝白色光,并且它是一种很稳定的蓝色发光材料,具有很大的应用潜力。 本文分别用燃烧法、溶胶-凝胶法和凝胶-燃烧法成功合成了Sr2CeO4蓝色发光粉体,采用热重-差热(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计等一系列手段对前驱体的分解过程、Sr2CeO4的形成过程、微观形貌、粒度大小、发光性质等进行了较为细致的研究。结果表明:在适宜的条件下均可得到正交晶系的Sr2CeO4纯相,激发光谱均是位于200~400nm之间的一个宽带双峰结构,发射光谱均是位于400~600nm之间的一个宽带,只是峰位有所不同。 燃烧法合成的Sr2CeO4粉体,两个激发峰分别位于298nm和350nm,前者为主峰。用硬脂酸作燃烧剂时,最大发射峰位于470nm,当加入适量的助燃剂NH4NO3时,燃烧更加充分,制得的产品较纯,发光亮度明显增加;采用尿素作燃烧剂时,最大发射峰位于467nm。研究表明:燃料用量、点火温度、后处理温度等均对产物的发光强度有较大的影响。该法与高温固相法相比,最大的优点是快速、节能以及所需设备简单。制得的产物呈泡沫状、疏松、不结团、易粉碎,磨细后发光下降不明显,因此燃烧法是一种较有前途的制备发光材料的方法。相比较而言,以尿素为燃料,操作更简便,成本更低廉。 溶胶-凝胶法合成的Sr2CeO4粉体,两个激发峰分别位于298nm和340nm,前者为主峰。最大发射峰位于470nm。凝胶前驱物在1100℃煅烧2h即得到Sr2CeO4纯相,一次晶粒尺寸在100nm以下,粉体中存在少量的大颗粒,形貌为不规则长条形。 凝胶-燃烧法合成的Sr2CeO4粉体,颗粒细小,近似球形,分散性较好,粒径大约是