稀土離子摻雜磷酸鉍的合成與性能研究

《稀土離子摻雜磷酸鉍的合成與性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、—ｒ－ａｒ．論文分類號(hào)：１學(xué)校代碼：１０７０８１學(xué)號(hào)：５０９００２＾．淺基斜我Ａｆ？ＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ碩士學(xué)位論文Ｔ’ｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ稀土離子摻雜磷酸鉍的合成與性能研究馬隨艷指導(dǎo)教師姓名：劉運(yùn)學(xué)科名稱：信息功能材料與器件論文提交日期：２０１８年３月論文答辯日期：２０１８年５月學(xué)位授予單位：陜西科技大學(xué)申請(qǐng)工學(xué)碩士學(xué)位論文論文題目：稀土離子摻雜磷酸鉍的合成與性能研究學(xué)科門類：工學(xué)一級(jí)學(xué)科：材料科學(xué)與工程培養(yǎng)單位

2、：電氣與信息工程學(xué)院碩士生：馬隨艷導(dǎo)師：劉運(yùn)教授2018年5月SynthesisandPropertiesofRareEarthDopedBiPO4MaterialsAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceBySuiyanMaSupervisor:Prof.YunLiuMay2018稀土離子摻雜磷酸鉍的合成與性能研究摘要目前，全球經(jīng)濟(jì)已經(jīng)

3、進(jìn)入飛速發(fā)展的時(shí)代，環(huán)境污染和能源危機(jī)尤為突出。作為第四代光源的白光LED與傳統(tǒng)的照明光源作對(duì)比，如高壓氣體放電燈、熒光燈、白熾燈等，它的亮點(diǎn)主要表現(xiàn)是在環(huán)保、節(jié)能、壽命、響應(yīng)速度、效率等方面。藍(lán)光芯片加Y3+3All5O12:Ce黃色熒光粉已經(jīng)成為目前生產(chǎn)白光LED的主要制備工藝，但是，該工藝制備的熒光粉中幾乎沒有紅光成分，使得顯色指數(shù)不高，所以當(dāng)前的關(guān)鍵就是探索并研究新型的紅色熒光粉。眾所周知，磷酸鹽具備較穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)，BiPO4與鑭系正磷酸鹽結(jié)構(gòu)相似，鉍離子與三價(jià)稀土離子化合價(jià)相同，而且離子半徑相差不大，成為一種優(yōu)秀的發(fā)光材料基質(zhì)。本論文采用水熱合

4、成法，以BiPO4作為基質(zhì)材料，制備出純低溫單斜相且發(fā)光性能優(yōu)異的熒光粉，通過單摻和雙摻稀土離子，引入堿金屬離子，實(shí)現(xiàn)可調(diào)光的的紅色熒光粉，并且討論了發(fā)光強(qiáng)度提高的原因以及導(dǎo)致產(chǎn)物結(jié)構(gòu)、形貌變化的因素，主要研究結(jié)果如下：(1)利用水熱法在反應(yīng)溫度180℃、pH=1.0條件下合成BiPO3+4:Eu紅色熒光粉，樣品在反應(yīng)時(shí)間為12h時(shí)，結(jié)晶度最高，發(fā)光效果最佳。不同Eu3+摻雜量下合成的BiPO3+4:Eu紅色熒光粉均屬于低溫單斜相，當(dāng)Eu3+的摻雜量為7%時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大值。(2)利用EDTA-Na2輔助在反應(yīng)溫度180℃、反應(yīng)時(shí)間12h、pH=0.5條件下

5、，合成了BiPO3+4:Eu紅色熒光粉，研究不同形貌的樣品性能，在EDTA-Na2添加量為4mmol時(shí)發(fā)光性能達(dá)到最佳。以Na3PO4·12H2O為磷源時(shí)，從SEM圖看到當(dāng)pH=1.2時(shí)，晶體變?yōu)榫鶆蛎糖驙?，隨著pH值的升高，出現(xiàn)的微米棒狀逐漸變細(xì)。以NH4H2PO4為磷源時(shí)，隨著pH值逐漸增大，出現(xiàn)微量的六方相，pH值對(duì)晶體形貌影響不大，發(fā)光強(qiáng)度在pH=0.5時(shí)最強(qiáng)。(3)利用水熱法在反應(yīng)溫度180℃、反應(yīng)時(shí)間12h、pH=1.0條件下合成BiPO3+4:Eu，Dy3+熒光粉，實(shí)現(xiàn)了單一基質(zhì)BiPO3+3+3+4:Dy發(fā)射白光。不同Dy摻雜濃度下的BiPO4

6、:Eu,Dy3+熒光粉均為低溫單斜相，發(fā)光強(qiáng)度隨著Dy3+摻雜濃度的增加先增強(qiáng)后逐漸減弱，CIE色度坐標(biāo)點(diǎn)出現(xiàn)從紅橙光向白光位置移動(dòng)的現(xiàn)象。由此可知，通過調(diào)節(jié)Dy3+摻雜濃度可以實(shí)現(xiàn)BiPO3+3+4:Eu,Dy熒光粉較寬范圍的調(diào)光，該熒光粉可應(yīng)用于照明領(lǐng)域。(4)利用水熱法在反應(yīng)溫度180℃、反應(yīng)時(shí)間12h、pH=1.0條件下制備出BiPO3+4:Tb，Eu3+熒光粉，樣品結(jié)構(gòu)會(huì)隨Eu3+濃度增加而改變，形貌均為棒狀。Tb3+和Eu3+之間存在著能量傳遞，通過計(jì)算確定了其能量傳遞形式。從CIE色度坐標(biāo)圖看到熒光粉發(fā)光顏色I(xiàn)由黃色、橙黃色向紅色區(qū)域依次移動(dòng)，表明

7、可以通過調(diào)節(jié)Tb3+和Eu3+的摻雜比例來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)光。(5)利用水熱法在反應(yīng)溫度180℃、pH=1.0條件下合成BiPO3++++4:Sm,A(A=Li,Na,k)橙紅色熒光粉，所有樣品為低溫單斜相，三種堿金屬離子A(A=Li+,Na+,k+)與Sm3+共摻雜的BiPO3+4基熒光粉的結(jié)晶度高于單摻Sm，且摻雜樣品的XRD衍射峰都有輕微偏移。從發(fā)射光譜圖可以看出，共摻雜堿金屬離子的樣品發(fā)光強(qiáng)度均高于Sm3+單摻雜，且導(dǎo)致發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)效果的順序?yàn)椋篖i+>K+>Na+。關(guān)鍵詞：稀土離子摻雜，BiPO4，水熱合成法，發(fā)光性能，發(fā)光材料IISynthesisandPro

8、pertiesofRar