燃烧法制备钒酸盐发光材料及发光性研究

题名:燃烧法制备钒酸盐发光材料及发光性研究
作者:李钧甫
学位授予单位:成都理工大学
关键词:钒酸盐;;发光材料;;燃烧合成法;;柠檬酸;;发光性质
摘要:

 钒酸盐类发光材料因其晶格中VO43-对稀土离子的有效敏化作用和特殊的VO43-自激活发光性质,已引起人们越来越多的关注。由于钒酸盐发光材料合成温度较低、化学稳定性和热稳定性良好,因此成为一类非常有应用前景的发光材料。目前,钒酸盐发光材料中成功商用的已有YVO4:Eu3+红粉,工业上主要采用高温固Magnet lifter相法和草酸盐沉淀法制备。高温固相法主要存在高耗能、耗时等缺点;草酸盐沉淀法则工艺过程较复杂,难于控制。而燃烧法作为一种简单、高效、节能的方法,在新材料合成与制备中有很大的应用价值。因此研究应用燃烧法制备新型钒酸盐发光材料具有重要意义。

 本研究采用柠檬酸溶胶燃烧法制备了一种Eu3+离子激活的Ca3(VO4)2红色荧光粉和一种新型钒酸盐石榴石自激活荧光体Ca2KMg2V3O12。利用XRD、SEM和荧光光谱等测试技术对所制样品进行表征。详细研究了燃烧法各工艺条件对荧光粉结构、组成和发光性能的影响,并获得优化的工艺条件:Ca/V = 3:2.2、T = 900℃、n(CA):n(Ca2++V5+) = 0.8。基于此优化工艺进一步研究了Eu3+离子浓度、Na+离子或Li+离子共掺杂对Ca3(VO4)2:Eu3+红光荧光粉光谱结构的影响。研究表明Na+离子或Li+离子掺杂对提高Ca3(VO4)2:Eu3+荧光粉Eu3+离子f-f能级跃迁激发强度是有利的。

 采用燃烧法工艺在600 - 900℃ http://www.999magnet.com/products/131-magnetic-lifter  间成功制备了Ca2KMg2V3O12荧光粉,其激发光谱分布于260 - 425nm之间,主峰位于320nm;发射光谱几乎覆盖整个可见光区,主峰位于520至530nm间。发光色度坐标(x, y) = (0.323 - 0.339, 0.430 - 0.447),表征该荧光粉可在紫外和近紫外光激发下发出明亮的略带黄绿色白光。Rietveld结构精修表明Ca2KMg2V3O12具石榴石型晶体结构,空间群为:Ia3d,晶胞参数:a = b = c = 12.50031±0.00041?,Z = 8。结构中[VO4]3-四面体的扭曲使其对称性偏离Td对称型,可能是Ca2KMg2V3O12具有高强度宽带发射的结构基础。
学位年度:2010