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SrMoO_4:Eu~(3+)红色荧光粉的燃烧合成研究

邓科文  
【摘要】:SrMoO_4具有白钨矿型晶体结构,可以有效的被蓝紫光激发,并把激发能传递给掺杂于其中的稀土离子,使其成为发光中心。三价铕离子掺杂的碱土金属钼酸盐荧光粉在395nm(近紫外光)和465nm(蓝光)处有两个强激发峰,这与目前的主流白光LED芯片非常匹配,因此,碱土金属钼酸盐红色荧光粉已成为白光LED用红色荧光粉的研究重点。 碱土金属钼酸盐目前大多采用高温固相法合成和溶胶-凝胶法合成,其合成温度高,能耗高,溶胶-凝胶法则时间长,产率低。而合成速度快、能耗低的燃烧合成方法却鲜见报道。 本文采用柠檬酸溶胶燃烧法合成了SrMoO_4:Eu~(3+)红色荧光粉。研究了点火温度、保温时间、Eu~(3+)浓度、电荷补偿剂以及助燃剂加入量等因素对其发光性能的影响,并确定了燃烧法合成SrMoO_4:Eu~(3+)红色荧光粉的优化工艺参数。结果表明,合成的SrMoO_4:Eu~(3+)具有优良的红色发光性能,激发光谱在200~350nm之间有一个宽带主激发峰,在近紫外394nm、蓝光465nm处有2个次激发峰,其红光发射主峰位于617nm处。合成产物的结晶度随点火温度和保温时间的增加而提高。 在合成了SrMoO_4:Eu~(3+)红色荧光粉的基础上,合成了碱金属离子与Mg~(2+)共掺的Sr_(1-x-2y)MgxMoO_4:yEu~(3+),yM~+(M=Li~+, Na~+, K~+)红色荧光粉。XRD分析表明,700℃、800℃、900℃和1000℃温度下,合成的样品均以四方晶系的白钨矿型结构为主晶相,但含有少量单斜晶系的MgMoO_4杂质。荧光光谱分析表明,该荧光粉能被394nm的近紫外光和465nm的蓝光有效激发而发红光。Mg2+的加入,使得样品的基质晶格收缩,基质的激发主峰位置右移。少量的Mg2+的加入,能提高样品的发光强度;但Mg2+加入过多时,反而会降低样品的发光强度。Mg~(2+)的掺入量为0.3时,燃烧合成的荧光粉发光效果较佳。Sr1-x-2yMgxMoO_4:yEu~(3+),yM+荧光粉合成的优化工艺参数为:点火温度为900℃,保温时间为40min,x=0.3,y=0.14,电荷补偿剂为Li+,柠檬酸与MoO_42-的摩尔比为1.5;合成的产物为具有优良红色荧光性能的Sr_(0.42)Mg_(0.3)MoO_4:Eu~(3+)0.14, Li~+0.14。


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