稀土硼酸盐发光材料的可控合成及性能研究
基于稀土元素特殊的4f电子构型和BO33-基团中原子以sp2杂化后形成非常稳定的平面正三角形结构，使得稀土硼酸盐发光材料具有良好的发光特性和化学稳定性。本论文在油酸的辅助下利用水热法，制备了一系列稀土掺杂的硼酸盐发光材料，考察了不同合成参数和反应条件对材料的结构和形貌的影响，研究了其自组合成微米球的生长机理和发光性能，取得了如下主要的研究结果。 1、在油酸的辅助下，利用水热法合成了一系列ReBO3(Re=Y,Dy,Ho,Er和Yb)的粒径约为20μm的均一微球。研究发现，Re3+的半径、溶剂的组成、油酸的量、pH值、反应温度、Y3+/BO33-的摩尔比以及反应时间都会对它们的形貌、尺寸、结晶度及结构产生一定的影响。基于上述实验结果，提出了YBO3晶体可能的形成机理。 2、制备的YBO3:3-5%Eu3+荧光粉在394nm的激发下能发出明亮的白光，色坐标分别为(0.33,0.32)和(0.34,0.33)，与标准白光点(0.33,0.33)非常接近，其中YBO3:5%Eu3+样品的量子效率为44.59%，而当其在270nm波长的激发下，量子效率高达79.73%。而且，YBO3:Eu3+荧光粉的发光颜色会随Eu3+的浓度和激发波长的改变而变化。不同形貌的YBO3:5%Eu3+荧光粉的发光强度也有明显的差别，其中，三维六方相微结构荧光粉的发光强度最高、实心球的次之、多孔球的最低。 3、合成的YBO3:xEu3+/Tb3+系列产物晶型良好，形貌均一，粒径约为20μm。当Eu3+/Tb3+的摩尔比为1/5时，在235nm波长的激发下，能发出近白光，色坐标为（0.30,0.30）。 4、改变硼源或钇源，利用水热法合成了六方相的YBO3晶体，研究了B/Y的摩尔比和溶液pH值都对YBO3晶体的晶型和形貌的影响。结果表明：在水热温度为180℃和pH值为7时，以Y(NO3)3为钇源和C12H27BO3为硼源时，合成实心球YBO3颗粒的适宜Y/B摩尔比为2/4；以Y(NO3)3为钇源和十水合四硼酸钠为硼源时，合成多孔球YBO3颗粒的适宜Y/B摩尔比为2/6；以YCl3·6H2O为钇源和硼酸为硼源时，合成车轮状YBO3颗粒的适宜Y/B摩尔比为2/8，对于YBO3:Eu3+发光材料，Eu3+的猝灭浓度分别为7%，7%和9%。其中以十水合四硼酸钠为硼源制备的YBO3:7%Eu3+荧光粉的发射光最强，以硼酸三丁酯为硼源制备的荧光粉的发射光最弱。
发光材料;稀土元素;硼酸盐;油酸;可控合成
上海应用技术大学
硕士
化学工程与技术
卢冠忠
2016
中文
TQ422
2021-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）