新型硼磷酸鹽發(fā)光材料的制備及性能研究.pdf

1、本文以探索新型硼磷酸鹽發(fā)光材料出發(fā),以稀土硼磷酸鹽體系新化合物的合成及摻雜發(fā)光研究作為重點(diǎn),合成出K6Ln3B2P7O28(Ln=Lu, Y)兩種新化合物并分析了它們的晶體結(jié)構(gòu),并對(duì)其進(jìn)行了單摻Ce3+, Tb3+, Eu3+, Dy3+, Sm2+及Mn2+的發(fā)光材料的合成,研究其發(fā)光性能。同時(shí)研究了KSr1-xBP2O8:x RE(RE=Eu2+, Tb3+, Eu3+)以及KBa1-xBP2O8:x Eu2+的發(fā)光性能。研究主要內(nèi)

2、容如下:
　　(1)采用硼酸熔鹽法合成出兩個(gè)立方相的稀土硼磷酸鹽化合物K6Ln3B2P7O28(Ln=Lu, Y),晶體解析結(jié)果表明發(fā)現(xiàn)這是一種硼氧基團(tuán)和磷氧基團(tuán)相互連接的稀土硼磷酸鹽新化合物。這兩個(gè)化合物晶體化學(xué)結(jié)構(gòu)類似,均為立方晶系,FBU為近似島狀結(jié)構(gòu)的[B2P7O28]15-。F-作為礦化劑并未進(jìn)入晶體骨架結(jié)構(gòu)。
　　(2)采用硼酸熔鹽法制備了K6Lu3-xB2P7O28:x RE(RE=Ce3+, Tb3+, Eu

3、3+, Dy3+, Mn2+)以及K6Y3-xB2P7O28:x RE(RE=Ce3+, Tb3+, Eu3+, Dy3+, Sm2+)系列發(fā)光材料,首次研究了摻雜樣品的熒光性能。XRD物相分析表明摻雜離子未改變基質(zhì)化合物的晶體結(jié)構(gòu)。熒光分析發(fā)現(xiàn)K6Ln2.97B2P7O28(Ln=Lu, Y):3％Ce3+發(fā)射峰均對(duì)應(yīng)為Ce3+的5d→4f躍遷,且K6Ln2.97B2P7O28(Ln=Lu, Y):3%Ce3+均為單指數(shù)的快衰減。X射

4、線激發(fā)K6Lu3-xB2P7O28:x Ce3+光譜分析發(fā)現(xiàn)2D→5F5/2和2D→5F7/2躍遷引起的發(fā)射峰有紅移現(xiàn)象;K6Ln2.97B2P7O28(Ln=Lu, Y):3%Tb3+在近紫外光激發(fā)下的發(fā)射峰均對(duì)應(yīng)為Tb3+的本征躍遷,峰形基本一致,CIE色坐標(biāo)顯示在綠光區(qū)。近紫外光激發(fā)下,K6Ln2.97B2P7O28(Ln=Lu, Y):3%Eu3+均發(fā)橙紅光,發(fā)射峰也基本類似,對(duì)應(yīng)為Eu3+的本征躍遷;在349nm的光激發(fā)下,K

5、6Y3-xB2P7O28:x Dy3+的藍(lán)光成分比K6Lu2.97B2P7O28:x Dy3+增加,可能是Dy3+在兩種晶體中晶體場環(huán)境有差異,導(dǎo)致4F9/2→6H13/2的躍遷數(shù)目不同。Dy3+最佳摻雜濃度均為0.5%;在400nm的近紫外光激發(fā)下,Mn2+摻雜K6Lu3B2P7O28為發(fā)射寬峰,由Mn2+的4T1g(G)→6A1g(S)躍遷引發(fā),Mn2+最佳摻雜濃度為10%,發(fā)橙黃光;K6Y3-xB2P7O28:x Sm3+的CIE

6、色坐標(biāo)在紅光區(qū),最佳摻雜濃度為4%,發(fā)射峰由Sm3+離子的4G5/2→6HJ(J=5/2,7/2,9/2)躍遷引起。
　　(3)采用高溫固相法對(duì)KSrBP2O8進(jìn)行了Eu2+, Tb3+, Eu3+的單摻雜,并合成了KBa1-xBP2O8:x Eu2+系列試樣。然后對(duì)樣品的物相結(jié)構(gòu)進(jìn)行了XRD分析,并對(duì)樣品的熒光性能進(jìn)行了表征。結(jié)果發(fā)明,在近紫外光激發(fā)下,KSrBP2O8摻雜Eu2+樣品發(fā)射出最強(qiáng)峰位于450nm左右的寬帶峰,KB

7、a1-xBP2O8:x Eu2+系列試樣峰形與KSr1-xBP2O8:x Eu2+相似,且發(fā)射峰也均由Eu2+離子的4f65d1→4f7輻射躍遷引起。隨著Eu2+摻雜量的增加,KSr1-xBP2O8:x Eu2+的CIE色坐標(biāo)從藍(lán)光區(qū)逐漸往綠光區(qū)方向移動(dòng)。另外,KSr1-xBP2O8:x Tb3+和KSr1-xBP2O8:x Eu3+可分別在近紫外光激發(fā)下發(fā)射出綠光和紅光,最佳摻雜濃度分別為4%和8%。將其中性質(zhì)最好的KBa0.97BP