论文总字数：18433字

摘 要

本文研究的主体是Dy/Eu/Bi掺杂的Sc₂(MoO₄)₃荧光粉，通过不断调节稀土元素之间的比值，在一定的反应温度、pH值以及时间等条件下，合成形貌均匀、尺寸均一的优异发光性能的钼酸钪荧光粉。目前合成方法有很多，本实验选择的是微波水热法，相比于别的方法来说，微波水热法使得加热更加均匀集中，同时减少了副反应，操作也更加简便，提高效率。后期采用XRD和SEM等表征手段对实验产物进行物相及形貌表征，并在此基础上分析荧光粉的发光性能。荧光粉的基质材料的形貌和尺寸影响着其发光强度，而稀土离子种类和各稀土离子之间的配比实现了多色发光。

以钼酸根离子化合物为基质材料的稀土掺杂荧光粉是当下发展重要的一种荧光材料。这得益于MoO₄^2-离子正四面体的稳定结构，能在紫外照射下散发一定波长的光与各种稀土元素作用，以及稀土元素的独特多样的光学性能的原因。

关键字：Dy/Eu/Bi Sc₂(MoO₄)₃ 微波水热法合成 荧光性能 稀土掺杂

Synthesis and Luminescent Properties of Dy/Eu/Bi Doped Sc₂(MoO₄)₃ Phosphors

Abstract

The main body of this study is Dy³ /Eu³ /Bi³ doped Sc₂(MoO₄)₃ phosphor. By constantly adjusting the ratios between rare earth elements, scandium molybdate phosphors with uniform morphology and uniform size are successfully prepared via a microwave hydrothermal method and exhibit excellent luminescence properties under certain experimental conditions such as reaction temperature, pH and time. There are many synthetic methods at present. Compared to other methods, Microwave hydrothermal method makes heating more evenly homogenous, side reactions less and operation easier contributing to a higher efficiency. The phase and morphology of the as-obtained products are characterized by XRD and SEM. And on this basis, the luminescence properties of the phosphors are analyzed in detail. The morphology and size of the matrix material of the phosphors affect its luminous intensity. The varieties of rare earth ions and the ratios of their quantities can realize multicolor emissions.

Rare earth doped molybdates compounds are important fluorescent materials at present. This is due to the stable structure of the tetrahedronal MoO₄^2-, which can emit a certain wavelength of light, reacting with various rare earth elements under ultraviolet irradiation. And the unique and diverse optical properties of rare earth elements.

Keywords: Dy/Eu/Bi, Sc₂(MoO₄)₃, Microwave hydrothermal method, luminesce properties, Rare-earth doping

目 录

摘要 II

Abstract III

第一章 绪论 1

1.1引言 1

1.2钼酸盐发光材料研究进展 1

1.2.1碱土金属钼酸盐 2

1.2.2碱金属钼酸盐 2

1.2.3稀土钼酸盐 2

1.2.4复合钼酸盐 3

1.3荧光材料的制备方法 3

1.3.1高温固相法 3

1.3.2燃烧合成法 4

1.3.3溶胶-凝胶法 4

1.3.4熔盐法 4

1.3.5微波水热法 4

1.4论文研究目的与意义 5

第二章 实验流程与步骤 6

2.1实验所需试剂和仪器 6

2.2实验方案 6

2.3钼酸钪荧光粉合成实验具体操作步骤 7

2.4 产物表征分析 8

2.4.1X射线衍射仪分析（XRD） 8

2.4.2扫描电镜分析（SEM） 8

2.4.3荧光光谱仪（PL） 8

第三章 结果与讨论 9

3.1稀土掺杂种类对产物形貌的影响 9

3.2稀土离子掺杂钼酸钪晶体荧光性能研究 11

第四章 结论与展望 17

4.1结论 17

4.2展望 17

参考文献 18

致谢 20

第一章 绪论

1.1引言

无机发光材料拥有比传统发光材料更好的性能，比如更长的发光寿命和窄的发射带等优良性。在所报道的各种材料中，稀土掺杂钼酸盐引起了人们的广泛关注，并且其是一个重要的研究话题，不止是出于对基础科学的兴趣，还是因为它们在诸如负热膨胀材料、光催化、荧光粉、固体激光器与催化等领域有着优异的光电性能^[1]。作为一个应用广泛的钼酸盐家族，四方相和单斜相的碱土钼酸盐因其对于发光基质材料而言具有较高的化学耐久性、较大的稀土离子通道和较大的吸收截面而被广泛报道。特别地是，它们有较低的晶格声子能量，这有利于防止浓度猝灭效应并且增加了辐射跃迁的可能性。这对于下/上转换过程的量子产率的提高是有利的^[2]。

稀土元素由于其特殊的电子结构和丰富的能级（4f ⁿ5s²5p⁶，n = 0-14）在现代照明和显示领域发挥着重要作用。在各种稀土离子中，Eu³ 由于其如有的特征跃迁（⁵D₀ - ⁷F₂，615 nm）而成为一种重要的红光激活剂^[3]，并且已开始作为红粉进入商业化应用了几十年，但是它在近紫外区有f-f跃迁的弱线吸收。在研究过程中改善Eu³ 的发光效率以及红色（610 - 620 nm，⁵D₀-⁷F₂）/橙色（590 - 600 nm，⁵D₀-⁷F₁）的比例是很重要的。在适当的基质中，敏化剂到激活剂的能量转移是解决上述问题的有效途径^[4]。

请支付后下载全文，论文总字数：18433字