【摘 要】
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稀土荧光材料被广泛地应用于日光灯材料、荧光显示器、太阳能材料光吸收增强作用、光催化能量转换以及生物造影成像、靶向诊断治疗等领域。在稀土荧光材料的制备方法中,固相合成法反应温度过高,原料混合不易均匀,其他湿化学法受制于成本和反应条件,不利于大规模推广。高分子网络凝胶法具有原料混合均匀,流程简单,污染小,成本低的特点,是制备无机材料的理想方法。本文采用高分子网络凝胶法合成La2Zr2O7:Sm3+荧光
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稀土荧光材料被广泛地应用于日光灯材料、荧光显示器、太阳能材料光吸收增强作用、光催化能量转换以及生物造影成像、靶向诊断治疗等领域。在稀土荧光材料的制备方法中,固相合成法反应温度过高,原料混合不易均匀,其他湿化学法受制于成本和反应条件,不利于大规模推广。高分子网络凝胶法具有原料混合均匀,流程简单,污染小,成本低的特点,是制备无机材料的理想方法。本文采用高分子网络凝胶法合成La2Zr2O7:Sm3+荧光粉体,并研究了其发光性能和共掺杂离子的改性情况:(1)采用高分子网络凝胶法制备了Sm3+掺杂La2Zr2O7的荧光粉体材料La2Zr2O7:Sm3+,该粉体为烧绿石结构,拥有比较良好发光性能,在407 nm激发光的激发下,得到Sm3+4f电子~4G5/2→~6H5/2跃迁过程的565 nm发射峰,Sm3+4f电子~4G5/2→~6H7/2跃迁过程的606 nm发射峰以及Sm3+4f电子~4G5/2→~6H9/2跃迁过程的652 nm发射峰,为橙红色发光材料。研究表明,在不同的烧结温度下,随着钐离子掺杂浓度的增大,其特征发射强度呈现先上升后下降的规律,在掺杂浓度达到2.5 mol%或5.0 mol%时,不同烧结温度的粉体达到最大发射强度;粉体粒径随着烧结温度的提升而增大,随着烧结温度的升高,发射强度呈现先上升后下降的规律。在以5℃/min为升温速度,850℃下保温2 h烧结下,发射强度达到较大水平。(2)探究了碱金属元素和三价离子共掺杂对于粉体发光性能的影响。掺入碱金属元素一方面使得晶格畸变作用加剧,促进了晶格形成和结晶度的提高,有利于发射性能增强;另一方面由于基体材料内部缺陷的存在,畸变使得晶格振动增强,减弱了Sm3+发射强度。Eu3+和B3+三价离子掺杂产生晶格畸变而空位缺陷产生较少,在烧结温度在950℃下,调整微观对称性,促进激活离子发生禁戒跃迁,提高了粉体发射性能。
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