稀土掺杂Ca1.995Ba0.005Zn4Ti15O36:Pr3+,Na+红色荧光粉的合成和敏化发光

刘利民,曾立华

(湖南师范大学化学化工学院，中国 长沙　410081)



稀土掺杂Ca1.995Ba0.005Zn4Ti15O36:Pr3+,Na+红色荧光粉的合成和敏化发光

刘利民,曾立华*

(湖南师范大学化学化工学院，中国 长沙410081)

摘要利用溶胶-凝胶法和高温固相法制备了双掺杂的Ca1.995Ba0.005Zn4Ti15O36:Pr3+,Na+发光材料(杂质离子为Sm3+，Eu3+，Gd3+，Tb3+，Dy3+，Tm3+).实验结果表明溶胶-凝胶法制备的前驱体在1 000 ℃灼烧24 h，与高温固相法在1 200 ℃灼烧48 h得到的样品相比，溶胶-凝胶法制备样品的发光性质较好.通过测定样品的激发光谱和发射光谱，发现在Ca1.995Ba0.005Zn4Ti15O36基质中， Sm3+，Eu3+，Gd3+，Tb3+，Dy3+和Tm3+的引入增强了Pr3+的红光发射，其中Eu3+的作用最强.Ca1.995Ba0.005Zn4Ti15O36:0.006 Pr3+,0.006Na+,0.004 Eu3+是一种新型红色长余辉发光材料.

关键词Ca1.995Ba0.005Zn4Ti15O36:Pr3+,Na+；敏化发光；溶胶凝胶法；高温固相法

自Dillo等[1]报道CaTiO3:Pr3+的红色长余辉特性以来，稀土离子激活的碱土金属钛酸盐体系红色长余辉材料的研究非常活跃.由于基质本身化学性能稳定，耐候性好以及具有较长余辉，因此以Pr3+激活的CaTiO3为代表的碱土金属钛酸盐红色长余辉材料引起了研究者的广泛关注[2-4].有关基质材料选择、稀土掺杂离子掺杂以及红色长余辉发光机制等方面的探索一直是研究热点[5].

Royce等发现Pr3+掺杂的钛酸钙体系具有红色长余辉特性，而且Zn和Mg的掺入明显地提高了材料的余辉性能[6].研究表明Zn2+的加入量在0～0.20摩尔分数范围内对材料合成及发光性能都有积极作用，加入摩尔分数为0.20的Zn2+形成名义组成为Ca0.8Zn0.2TiO3:Pr3+的红色长余辉材料的发光强度最强，余辉衰减明显减弱.Zn2+的加入，一方面导致CaTiO3:Pr3+的合成温度大幅度降低，起到助熔剂的作用，而且在基质中有Zn2TiO4相形成，加入量较低时还可与基质形成简单低共熔体系；……