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摘 要

钼酸盐荧光粉是由钼酸盐基质材料和稀土掺杂离子所组成，钼酸盐基质材料的形貌结构和尺寸大小主要影响荧光粉的发光性能，而所掺杂的稀土离子主要决定荧光粉的应用范围^[1]。观察钼酸根的三维结构我们可以看出，钼酸根为正四面体结构，Mo⁶ 位于中心位置，其余四个O^2-位于四个顶点，结构决定性质，因而(MoO₄)^2-具有良好稳定性，同时在紫外光照射下，钼酸根离子能够发出一定波长的光与稀土离子相互作用。综上所述使用钼酸根离子作为基质材料，稀土离子掺杂获得的荧光粉将在日后的科学实验中扮演着越来越重要的角色。微波水热法相比于其他几种方法具有明显的优点，能够使反应体系在加热时均匀受热，避免因受热不均而产生副反应，同时能够提高工作效率，缩短反应时间。因此使用微波水热法可以合成所需Sc₂(MoO₄)₃红色荧光粉。

本文采用微波水热法，通过控制反应温度和反应体系的pH值两个变量来合成形貌清晰尺寸大小均一的Sc₂(MoO₄)₃晶体，并采用XRD以及SEM对产物进行物相及形貌进行表征。同时通过掺杂稀土离子Eu³ 掺杂来获得具有良好发光性能的Sc₂(MoO₄)₃荧光粉，并采用PL对合成荧光粉的荧光性能进行分析表征^[2]。

关键字：Sc₂(MoO₄)₃ 微波水热法 荧光性能 稀土掺杂

Preparation of Bismuth Molybdate Crystals by Microwave Hydrothermal Method and Characterization of Its Morphology

Abstract

The molybdate phosphor is composed of a molybdate matrix material and a rare earth doped ion. The morphology and size of the molybdate matrix material mainly affect the luminescence properties of the phosphor, and The doped rare earth ions mainly determine the application range of the phosphor.Observing the three-dimensional structure of molybdate, we can see that molybdate is a tetrahedral structure, Mo⁶ is located at the center, and the remaining four O^2- are located at four vertices, the structure determines the nature, and (MoO₄)^2- has good stability. At the same time, under the irradiation of ultraviolet light, molybdate ions can emit light with a certain wavelength and interact with rare earth ions. In summary, the use of molybdate ions as a host material, rare earth ions doped phosphors will play an increasingly important role in the future of scientific experiments. It can make the reaction system evenly heated when heated, avoiding side reactions caused by uneven heating, and can improve work efficiency and shorten reaction time. Therefore, the use of microwave hydrothermal synthesis of the desired Sc₂(MoO₄)₃ red phosphor.

In this paper, the microwave-assisted hydrothermal method was used to synthesize Sc₂(MoO₄)₃ crystals with well-defined size and size by controlling the reaction temperature and the pH value of the reaction system. XRD and SEM were used to analyze the phase and morphology of the products. Characterization. At the same time, the Sc₂(MoO₄)₃ phosphors with good luminescence properties were obtained by doping with Eu³ doped rare earth ions, and the fluorescence properties of the synthesized phosphors were analyzed and characterized using PL.

.Keywords: Sc₂(MoO₄)₃, Microwave hydrothermal method, luminesce properties, Rare-earth doping

目 录

摘要 I

Abstract II

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 3

1.2.3复合钼酸盐 3

1.2.4稀土钼酸盐 3

1.3荧光粉的合成方法 4

1.3.1高温固相法 4

1.3.2燃烧法 5

1.3.3溶胶-凝胶法 5

1.3.4沉淀法 6

1.3.5微波水热法 6

1.4论文研究目的与意义 7

第二章 实验方法与过程 9

2.1实验试剂与仪器 9

2.2实验方案 9

2.3钼酸钪荧光粉合成实验具体操作步骤 10

2.4 荧光粉表征方法 11

第三章 结果与讨论 12

3.1反应温度对产物形貌的影响 12

3.2反应pH对产物形貌的影响 13

3.3稀土离子掺杂钼酸钪晶体荧光性能研究 15

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 21

第一章 绪论

1.1引言

LED即发光二极管，因为其可以直接将电能转化为光能，并且对环境污染小，响应速度快，能耗低，使用寿命长，是一种环境友好型产品，因而在人们的日常生活中扮演着越来越重要的角色，广泛应用于家庭照明，交通信号等方面。现在工业生产中主要使用的是红色荧光粉Y₂O₂S：Eu³ ，虽然其具有亮度高，色彩鲜艳纯正等优点，但S的存在使得其化学性质极其不稳定，遇高温或水即发生分解从而污染环境，所以需要研制出一种性能优越并且性质稳定的新型荧光粉材料。研究发现，钼酸盐是物化性质均非常稳定的无机材料，可在低温下合成，所以常被用作荧光粉的基质材料，根据荧光法使用范围的需要，再通过掺杂稀土离子即可合成具有色纯度好、红色发射强烈稳定性良好的目标荧光粉^[3]。随着时代的发展，对于环境的保护也越来越受到人们的重视，制造环境友好型产品成为了一种趋势，由于发光效率高，能耗低，无污染，使用寿命长，二极管(LED)将取代传统光源。

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