銪摻雜鈦酸鹽體系紅色熒光粉的形貌調(diào)控及性能研究.pdf

1、白光LED被稱為21世紀(jì)的綠色照明，具有發(fā)光效率高、壽命長(zhǎng)和無污染等眾多優(yōu)點(diǎn)。目前，LED中白光的主要獲取方式有兩種:近UV芯片+三色熒光粉;藍(lán)光芯片+黃色熒光粉。在第一種方式中紅色熒光粉時(shí)三基色熒光粉之一，在第二種方式中紅色熒光粉是調(diào)節(jié)顯色指數(shù)用的重要添加粉體。但目前商用的Y2O2S∶Eu3+紅色熒光粉發(fā)光強(qiáng)度低，且粉體在空氣中并不穩(wěn)定，所含硫元素對(duì)環(huán)境有一定的危害，因而開發(fā)新的紅色熒光粉體系是產(chǎn)業(yè)界的迫切需求，也是學(xué)術(shù)界的重要課題。

2、
　　 本文首先用溶劑熱法合成了單分散結(jié)構(gòu)且具有多種形貌的CaTiO3∶Eu3+熒光粉。在合成過程中所用溶劑為乙二胺和乙二醇。利用X射線衍射儀(XRD)，掃描電鏡(SEM)、熒光分光光度計(jì)(PL)對(duì)所制備的紅色熒光粉的結(jié)構(gòu)、形貌和性能進(jìn)行了表征。掃描電鏡顯示用該方法合成的熒光粉為魔方球形、魔柱球形和多面體球形等結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)分析得知其形貌可通過溫度、時(shí)間和溶劑比例的選擇進(jìn)行調(diào)整。熒光測(cè)試結(jié)果顯示此種熒光粉可以有效被398.4nm的近

3、紫外光激發(fā)，并在617.6nm處有屬于Eu3+的5D0→7F2躍遷的高強(qiáng)發(fā)射，發(fā)射強(qiáng)度隨著Eu的摻雜濃度的提高而不斷上升，直到摻雜濃度為3mol％，發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大值。較固相法合成的CaTiO3∶Eu3+熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度高出三倍。這種熒光粉由于形貌規(guī)則、粒徑均勻且成單分散結(jié)構(gòu)，較固相法合成的CaTiO3∶Eu3+熒光粉具有更好的封裝性能。因此，溶劑熱法合成的CaTiO3∶Eu3+熒光粉是一種有著良好發(fā)展前景的紅色熒光粉。
　　

4、為了進(jìn)一步解決鈦酸鹽系列熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度不高和很難在藍(lán)光下被激發(fā)的問題，我們用蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝法制備了新型的Eu3+摻雜Zn2TiO4紅色熒光粉。FESEM觀察結(jié)果表明此種新型熒光粉為球形納米顆粒。熒光測(cè)試結(jié)果顯示此種熒光粉不但可以被396nm的近紫外光激發(fā)，也可被466nm的藍(lán)光激發(fā)，并且466nm處激發(fā)的發(fā)光強(qiáng)度遠(yuǎn)高于近紫外處激發(fā)，在614nm處有屬于Eu3+的5D0→7F2躍遷的高強(qiáng)發(fā)射。發(fā)射強(qiáng)度隨著Eu3+的摻雜濃度的提高而不斷上

5、升，直到摻雜濃度為20mol％，發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大值。通過與商業(yè)CaS紅色熒光粉比較，熒光測(cè)試結(jié)果顯示Eu3+摻雜Zn2TiO4紅色熒光粉具有更高的發(fā)射強(qiáng)度和顯色指數(shù)，這表明新型的Eu3+摻雜Zn2TiO4紅色熒光粉可以應(yīng)用于高效白光LED。
　　 為了進(jìn)一步擴(kuò)展Eu3+摻雜Zn2TiO4紅色熒光粉的應(yīng)用，我們?cè)O(shè)計(jì)了新型的熒光傳感器系統(tǒng)。利用蒸發(fā)誘導(dǎo)自組裝方法，使用P123作為表面活性劑，合成了新型的熒光介孔ZnTiO3∶Eu3+

6、和Zn2TiO4∶Eu3+材料。利用比表面積分析儀(BET)、透射電鏡(TEM)、熒光分光光度計(jì)(PL)對(duì)所制備的紅色熒光粉的比表面積、形貌和性能進(jìn)行了表征。BET分析得知，熒光介孔ZnTiO3∶Eu3+和Zn2TiO4∶Eu3+材料都具有大的比表面積、窄的孔徑分布和大的孔洞體積。觀察透射電鏡可知，這兩種介孔材料具有蠕蟲狀孔洞結(jié)構(gòu)。熒光性能測(cè)試表明Zn2TiO4∶Eu3+材料具有更高的熒光性能，其內(nèi)量子效率為74.3％。本論文將熒光介孔