稀土離子摻雜的硅酸鋇發(fā)光材料的合成與表征

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---------------------------------------------------------------范文最新推薦------------------------------------------------------稀土離子摻雜的硅酸鋇發(fā)光材料的合成與表征摘要：本以Na2SiO3•9H2O和BaCl2為原料，采用高溫固相法制備了稀土離子(Eu3+)摻雜BaSiO3的發(fā)光材料。使用X-射線粉末衍射儀檢測(cè)樣品的結(jié)構(gòu)、熒光光譜儀檢測(cè)熒光性能的表征，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。XRD分析結(jié)果表明制備的稀土離子(Eu3+)摻雜的BaSiO3發(fā)光材料均為正交晶系結(jié)構(gòu)；熒光分析結(jié)果表明隨稀土離子摻雜濃度的增加，熒光的發(fā)射強(qiáng)度均呈現(xiàn)增強(qiáng)，摻雜Eu3+離子濃度為5%時(shí)，樣品發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)。12153關(guān)鍵詞：硅酸鋇；稀土離子；發(fā)光材料；高溫固相Thesynthesisandcharacterizationrareearthionsdopedbariumsilicateofluminescent9/9 ---------------------------------------------------------------范文最新推薦------------------------------------------------------materiaAbstract:ThispapertakesNa2SiO3•9H2OandBaCl2asrawmaterialsbyhightemperaturesolid-statemethod,preparationofrareearthion(Eu3+)dopedBaSiO3luminescentmateria.UsingX-raypowderdiffractometer,fluorescencespectrometertestmethodforcharacterizationofstructureandfluorescencepropertiesofthesampleandanalysistheresults.XRDanalysisshowsrareearthion(Eu3+)dopedBaSiO3areOrthogonalcrystalsystemstructureofluminescentmaterials.Fluorescenceanalysisresultsshowedthatastherareearthionconcentrationincreases，fluorescenceemissionintensityincrease,whendopedwithEu3+ionsconcentrationof5mol%,sampleilluminationarethestrongest.KeyWords:Bariumsilicate;Rareearthdoped;Luminescentmaterial;hightemperaturesolid-state9/9 ---------------------------------------------------------------范文最新推薦------------------------------------------------------method目錄摘要1引言11實(shí)驗(yàn)部分31.1儀器與試劑31.2實(shí)驗(yàn)方法41.2.1藥品的計(jì)算與稱量41.2.2藥品處理41.2.3樣品檢測(cè)4硅酸鋇(BaSiO3)又稱為硅氧化鋇。英文名：Barium9/9 ---------------------------------------------------------------范文最新推薦------------------------------------------------------silicate密度：4.399g/cm3(上標(biāo))；熔點(diǎn)：1604℃9/9 ---------------------------------------------------------------范文最新推薦------------------------------------------------------；折射率：1.673。硅酸鋇是無(wú)色結(jié)晶粉末，正交晶結(jié)構(gòu)。由陰陽(yáng)離子以強(qiáng)共價(jià)性離子鍵結(jié)合，具有良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，透光及結(jié)晶性能優(yōu)異，而且原料來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉。本次實(shí)驗(yàn)由Na2SiO3•9H2O和氯化鋇(BaCl2)通過(guò)機(jī)械混合充分研磨后在1000℃的電阻箱中煅燒2小時(shí)合成硅酸鋇(BaSiO3)基質(zhì)，探究硅酸鋇(BaSiO3)基質(zhì)對(duì)Eu3+發(fā)光性能的影響。物質(zhì)內(nèi)部以某種方式吸收能量，將其轉(zhuǎn)為光輻射的過(guò)程稱為發(fā)光，將受外界激發(fā)而發(fā)光的固體物質(zhì)稱為發(fā)光材料。它們可以單晶、粉末、薄膜或非晶體等形態(tài)使用，其主要組分是稀土金屬的化合物和半導(dǎo)體材料，與有色金屬關(guān)系十分密切。發(fā)光的類型根據(jù)激發(fā)的方式，通?？梢苑譃橛晒獾恼丈湟鸬墓庵掳l(fā)光，氣體放電或者固體受電作用引起的電致發(fā)光，核輻射的照射引起的放射線發(fā)光，電子束的轟擊引起的陰極射線發(fā)光，X射線的照射引起的X射線發(fā)光，機(jī)械壓力引起的摩擦發(fā)光，化學(xué)反應(yīng)引起的化學(xué)發(fā)光，生物過(guò)程引起的生物發(fā)光。稀土元素具有優(yōu)異的光、電、磁和催化性能，在許多領(lǐng)域得到重要的應(yīng)用，被稱為21世紀(jì)的新材料[2]。由于稀土離子摻雜的發(fā)光物質(zhì)的優(yōu)異特性，使得稀土元素成為近年來(lái)材料學(xué)的研究熱點(diǎn)。稀土離子的發(fā)光來(lái)源于未填滿的4f層的電子躍遷，4f電子被完全填滿的外層5s和5p電子所屏蔽，晶體場(chǎng)對(duì)譜線位置的影響比較小，因而晶體場(chǎng)中的能級(jí)通常類似于自由原子的能級(jí)，呈現(xiàn)分離能級(jí)，f-f躍遷發(fā)射光譜均是線狀光譜。在發(fā)光材料中，4f能級(jí)的躍遷主要?dú)w屬于稀土離子的磁偶極或者電偶極躍遷。f-f的電偶極躍遷是被部分允許的，所以對(duì)晶體場(chǎng)的對(duì)稱性十分敏感。對(duì)磁偶極躍遷，晶體場(chǎng)對(duì)稱性的影響并不顯著。若稀土原子在晶體場(chǎng)中占據(jù)反演對(duì)稱格位，則4fn的電偶極躍遷將被完全屏蔽[3]。9/9 ---------------------------------------------------------------范文最新推薦------------------------------------------------------恒溫磁力攪拌器(鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司SZCL型儀器)；電子天平FA1104W(上海青精密科學(xué)儀器有限公司)；玻璃儀器烘干器(河南省鞏義市英峪予華儀器廠予華牌KQ-B型)；超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)。藥品：Na2SiO3•9H2O，相對(duì)分子質(zhì)量：284.22，分析純，汕頭金砂化工廠生產(chǎn)；氯化鋇(BaCl2)，相對(duì)分子質(zhì)量：244.31，分析純，天津市津化化學(xué)試劑廠；氧化銪(Eu2O3),性狀：淺粉紅色粉末，相對(duì)分子質(zhì)量：351.92,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。1.2實(shí)驗(yàn)方法1.2.19/9 ---------------------------------------------------------------范文最新推薦------------------------------------------------------藥品的計(jì)算與稱量按照Eu的摩爾百分比，此實(shí)驗(yàn)分為6組。通過(guò)計(jì)算：Eu的摩爾百分比m(Na2SiO3•9H2O)/gm(BaCl2)/gm(Eu2O3)/g0%0.56840.488601%0.56270.48370.0035192%0.55700.47880.0070383%0.55130.47390.010564%0.54570.46910.014085%0.54000.46410.017561.2.29/9 ---------------------------------------------------------------范文最新推薦------------------------------------------------------藥品處理將稱取的藥品分別加入到6個(gè)燒杯中，添加適量的蒸餾水并用玻璃棒攪拌均勻，攪拌均勻后將燒杯放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥24h。24h后從干燥箱取出燒杯，將燒杯的藥品分別放入6個(gè)25ml的坩堝中，在箱式電阻爐中以1000℃的溫度煅燒2h,煅燒完成后取出藥品并檢測(cè)。1.2.3樣品檢測(cè)將上述制得的白色粉末，分別使用X-射線粉末衍射儀器和熒光分光光度計(jì)進(jìn)行表征。29/9 ---------------------------------------------------------------范文最新推薦------------------------------------------------------結(jié)果與討論2.1X射線衍射分析利用X-射線粉末衍射(XRD)對(duì)樣品的固相結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，圖1為Ba(1-x)SiO3：xEu3+系列產(chǎn)品與BaSiO3標(biāo)準(zhǔn)卡片的X-射線衍射(XRD)譜圖。由圖可知Ba(1-x)SiO3：xEu3+系列樣品在2θ=25.7°，25.9°，31.7°，46.8°，49.5°出現(xiàn)的衍射峰數(shù)據(jù)與BaSiO3標(biāo)準(zhǔn)晶相衍射卡(JCPDSPDF#26-1402)一致，分別對(duì)應(yīng)于(111)，(130)，(200)，(160)，(042)晶面，表明所得的Ba(1-x)SiO3：xEu3+系列樣品屬于正交晶系，晶胞參數(shù)a=5.618nm，b=12.445nm，c=4.582nm對(duì)比BaSiO3標(biāo)準(zhǔn)晶相衍射卡，所測(cè)樣品的XRD衍射峰有微小的偏移，這可能與所使用的方法相關(guān)，晶胞內(nèi)有羥基導(dǎo)致晶格在某個(gè)方向上拉長(zhǎng)，表現(xiàn)在某些衍射峰峰位發(fā)生偏移。隨著Eu3+離子濃度增加，衍射峰的個(gè)數(shù)、峰位、強(qiáng)度及半峰寬等均無(wú)顯著變化，說(shuō)明Eu3+離子濃度在所研究范圍內(nèi)，對(duì)BaSiO3的晶型、結(jié)晶度、粒子大小等都沒(méi)有顯著影響。[10-14]稀土離子摻雜的硅酸鋇發(fā)光材料的合成與表征(3):9/9