研究生毕业论文答辩化学磷酸盐稀土发光材料.

稀土掺杂焦磷酸基质红色发光材料制备及其发光性能研究答辩人：周瑞指导教师：贾殿赠教授王鲁香副研究员2.Sr2P2O7:Sm3+发光材料1.研究背景论文提纲4.SrZnP2O7:Sm3+发光材料3.Sr2P2O7:Mn2+,Dy3+发光材料研究背景新疆磷矿资源储量丰富,可开发高附加值磷资源产品以焦磷酸盐为基质开发利用的发光材料，发光性能优良稀土发光材料环保节能、色彩显色性能好,寿命长稀土磷荧光材料++=红绿蓝白蓝蓝黄绿+=白A、B:C:白光LED的实现方式白C优点：白光LED发光管结构简单,制作工艺相对容易,而且YAG荧光粉已经在荧光灯领域应用了许多年,工艺比较成熟。缺点：缺乏红色可见光部分,显色性较差，色温较高蓝蓝黄绿+=为了提高白光LED的性能，研制新型、高效的红色荧光粉是很有必要的！高温固相法制备Sr2P2O7:Sm3+发光材料电荷补偿剂对Sr2P2O7:Sm3+发光材料的影响微波辅助共沉淀法法制备Sr2P2O7:Sm3+发光材料第二章.Sr2P2O7:Sm3+发光材料实验方法1.高温固相法图1.1高温固相法制备发光材料的工艺流程图结果分析图1.2样品发光材料的XRD图谱掺杂少量Sm3+并未造成基质中晶体结构的变化。图1.3Sr2P2O7的三维空间模型荧光光谱分析图1.4样品Sr1.96P2O7:0.04Sm3+的荧光光谱图1.5Sr2-xP2O7:xSm3+发射光谱图图1.6lg(x)与lg(I/x)的关系曲线图Sm3+在焦磷酸锶体系中的能量传递方式为偶极-偶极相互作用(I/x)=K[1+β(x)Q/3]-1Q=6、8、10分别代表偶极-偶极，偶极-四极，四级-四极相互作用能量传递图1.7煅烧温度与Sr2P2O7:Sm3+发光强度的影响图1.8保温时间对Sr2P2O7:Sm3+发光强度的影响煅烧条件对材料发光性能的影响煅烧温度1100℃，保温2h，Sr1.96P2O7:0.04Sm3+预烧结条件、热稳定性对材料发光性能的影响1.9预煅烧对Sr1.96P2O7:0.04Sm3+发光强度的影响1.10样品Sr1.96P2O7:0.04Sm3+制备条件验证实验发射光谱图预烧结温度400℃，保温2h，煅烧温度1100℃，保温2h，Sr1.96P2O7:0.04Sm3+表现很好的荧光热稳定性图1.11不同测试温度下Sr1.96P2O7:0.04Sm3+的发射光谱图荧光热稳定性2.电荷补偿剂对Sr2P2O7:Sm3+发光材料的影响图2.1样品发光材料的XRD图谱2.4Sr1.96-xP2O7:0.04Sm3+,xK+的发射光谱图图2.2,2.3Sr1.96-xP2O7:0.04Sm3+,xLi+Sr1.96-xP2O7:0.04Sm3+,xNa+的发射光谱图R+(R=Li、Na、K)都趋向于取代Sr1.96P2O7:0.04Sm3+中Sr2+的位置。Na+与Sr2+的半径最接近，所以在基质中Na+离子更容易进入晶格，因此所得样品的发光性能优于Li+和K+作为电荷补偿离子的样品。电荷补偿剂的半径:Li+(0.092nm)＜Na+(0.118nm)＜K+(0.155nm)Sr2+的半径为0.131nm图2.5Sr1.96P2O7:0.04Sm3+、Sr1.88P2O7:0.04Sm3+,0.08R+(R=Li,Na,K)的发射光谱图3.微波辅助共沉淀法溶液AB液A液过滤、洗涤、干燥前躯体微波加热最终产物图3.1微波辅助共沉淀法制备发光材料的工艺流程图A:Sr(NO3)2（A.R）,Sm(NO3)3(A.R)B:（NH4)2HPO4（A.R）制备样品形貌图2.3高温固相法煅烧产物样品的SEM照片图2.4微波辅助法煅烧产物样品的SEM照片样品呈无规则颗粒状，颗粒尺寸在5-10μm之间样品呈独立小球，分散排列荧光光谱分析3.6Sr2-xP2O7:xSm3+的发射峰强度的关系图3.5Sr1.94P2O7:0.06Sm3+发光材料的荧光光谱图煅烧条件对材料发光性能的影响3.7不同煅烧温度下材料的荧光发射强度图3.8不同保温时间下材料的荧光发射强度煅烧温度1000℃，保温15min，Sr1.94P2O7:0.06Sm3+3.Sr2P2O7:Mn2+,Dy3+发光材料图1.1样品发光材料的XRD图谱1.高温固相法图1.2不同煅烧温度样品发光材料的XRD图谱荧光光谱分析图1.3Sr2P2O7：Mn2+发光材料的荧光光谱图1.4Sr2P2O7：Dy3+发光材料的荧光光谱1.5样品Sr1.85P2O7:0.15Mn2+激发光谱和Sr1.99P2O7:0.01Dy3+发射光谱图初步推断在Sr2P2O7基质中存在Dy3+与Mn2+离子之间的能量传递图1.6Sr1.84-xP2O7:0.16Mn2+,xDy3+的发射光谱图荧光光谱分析图1.7煅烧温度、图1.8保温时间与Sr1.83P2O7:0.16Mn2+,0.01Dy3+发光强度的影响煅烧条件对材料发光性能的影响煅烧温度1100℃，保温2hSr1.83P2O7:0.16Mn2+,0.01Dy3+2.共沉淀法溶液AB液A液过滤、洗涤、干燥前躯体高温煅烧最终产物图2.1共沉淀法制备发光材料的工艺流程图A:Sr(NO3)2（A.R）,MnCl2·4H2O（A.R）,Dy(NO3)3(A.R)B:（NH4)2HPO4（A.R）图2.2样品发光材料的XRD图谱图2.3煅烧产物样品的SEM照片结果讨论掺杂少量的Mn2+和Dy3+并未造成基质中晶体结构的变化图2.4（A）Sr1.98P2O7：0.02Dy3+,(B)Sr1.84P2O7：0.16Mn2+激发光谱和发射光谱图2.5Sr1.84P2O7:0.16Mn2+，Sr1.82P2O7:0.16Mn2+,0.02Dy3+的发射光谱图荧光光谱分析煅烧条件对材料发光性能的影响图2.6不同煅烧温度下材料的荧光发射强度图2.7不同保温时间下材料的荧光发射强度煅烧温度1100℃，保温1h，Sr1.82P2O7:0.16Mn2+,0.02Dy3+4.SrZnP2O7:Sm3+发光材料图1.1样品发光材料的XRD图谱1.2发光材料Sr0.96ZnP2O7:0.04Sm3+的荧光图谱图1.3Sr1-xZnP2O7:xSm3+的发射光谱图煅烧温度950℃，保温2h，Sr0.96ZnP2O7:0.04Sm3+掺杂浓度、煅烧条件对发光材料的影响图1.4不同煅烧温度下材料的荧光发射强度图1.5不同保温时间下材料的荧光发射强度图2.1样品发光材料的XRD图谱2.电荷补偿剂对SrZnP2O7:Sm3+发光材料的影响电荷补偿剂掺杂浓度图2.2,2.3Sr0.96-xZnP2O7:0.04Sm3+,xLi+Sr0.96-xZnP2O7:0.04Sm3+,xK+的发射光谱图图2.4Sr0.96-xZnP2O7:0.04Sm3+,xK+的发射光谱图（1）电荷补偿剂进入基质晶格后，使晶格内部电荷达到平衡，从而阻止了发光中心离子Sm3+向空位缺陷传递能量，使得Sm3+离子的跃迁发射几率提高，进而提高了样品的发光的强度。（2）电荷补偿剂起到了助熔剂的作用，提高了基质的结晶度。电荷补偿剂对SrZnP2O7:Sm3+发光性能的影响图2.5Sr0.96ZnP2O7:0.04Sm3+、Sr0.90ZnP2O7:0.04Sm3+,0.06R+(R=Li、Na、K)的发射光谱图荧光热稳定性2.6不同测试温度下的发射光谱图全文总结采用高温固相法、共沉淀微波辅助共沉淀法制备了Sr2P2O7：Sm3+红色发光材料。采用高温固相法、共沉淀法在还原气氛(95%N2-5%H2)下制备了红色Sr2P2O7：Mn2+，Dy3+发光材料。初步探讨了Mn2+和Dy3+在Sr2P2O7基质中的发光机理。采用高温固相法制备(SrZn)2-0.04P2O7：0.04Sm3+红色发光材料在Sr2P2O7:Sm3+和SrZnP2O7：Sm3+发光材料中，加入电荷补偿剂R+（R=Li,Na,K）,研究了其掺杂浓度对材料发光性能的影响。硕士期间论文发表情况[1]RuiZhou,LuxiangWang,MengjiaoXu,DianzengJia.PhotoluminescencecharacteristicsofSm3+dopedSr2P2O7asneworange-redemittingphosphor.[J].Journalofalloyandcompound(MinorRevision).[2]贾殿赠，周瑞，王鲁香.一种焦磷酸盐基质的红光荧光粉及其制备方法.[P].中国.专利号201510223102.4致谢感谢导师贾殿赠教授，王鲁香副研究员的指导感谢实验室其他老师的热情帮助感谢实验室师兄师姐师弟师妹的大力支持欢迎各位老师同学批评指正