白光LED用钨/钼酸盐红色发光材料研究进展

2021-02-23 12:50阮文科谢木标
人工晶体学报 2021年1期
关键词:钼酸白钨矿荧光粉

阮文科,谢木标

(岭南师范学院化学化工学院,清洁能源材料化学广东普通高校重点实验室,湛江 524048)

0 引 言

近年来,发光二极管(Light-Emitting-Diode,简称LED)因其节能、高效、寿命长、稳定性好以及绿色环保等优势,被广泛认为是继白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯之后的第四代照明光源[1-2],已经在照明与显示领域得到了广泛应用。1962年,美国通用电气公司(GE)的Holonyak等利用半导体材料GaASP制备出第一只发红光的LED,经过几十年的发展,紫、蓝、黄、绿光LED也陆续被研发出[3-4],颜色得以丰富,其发光效率也有了很大的提高。目前白光LED的实现主要有三种方式:(1)将三基色(红、绿、蓝)LED芯片或多种颜色的单色芯片,通过混色的方式组合实现白光;(2)通过近紫外LED芯片(NUV-LED)与三基色荧光粉、蓝色芯片(GaInN)与三基色荧光粉以及蓝色芯片(GaInN)与荧光粉(YAG∶Ce)等组合方式产生白光;(3)在芯片中掺杂不同的物质,形成不同结构的量子阱,利用其多个活性层组合产生白光[5]。三种方式中,应用最成熟最广泛的是第二种方式的组合,但由于缺乏红色成分的参与或红色荧光粉稳定性差的原因,往往会导致发光效率不高、显色指数较低。因此,合成一种稳定性和发光效率高的白光LED用红色荧光粉材料显得十分重要。

1 白光LED用钨/钼酸盐红色发光材料

钨酸盐和钼酸盐属于自激活发光材料,制备条件简单、合成温度较低,同时还具备优良的化学稳定性和热稳定性,因此它们非常适合作为荧光粉的基质[12-13]。目前,国内外科研人员对钨/钼酸盐荧光粉主要集中在红色荧光粉的研究,一般采用三价Eu3+稀土离子作为激活剂比较多,稀土Eu3+具有独特的4f6壳层结构,可以被紫外光(蓝光)有效激发而实现高纯度的红光发射,因此经常被用作红色荧光材料的发光中心,而Sm3+、Tb3+、Ho3+等稀土离子也有些报道[15-17]。市场上大多数的绿色/黄色/蓝绿色的荧光粉生产工艺已成熟,其发光效率基本满足市场需要,而红色荧光粉的发光效率和使用寿命还低于市场上的其他颜色荧光粉,因此为了制备出高效的红色荧光粉,国内外科研人员对各类钨/钼酸盐荧光粉开展了很多研究。

2 白钨矿型钨/钼酸盐体系

2.1 白钨矿型单钨/钼酸盐MBO4体系

白钨矿结构的单钨/钼酸盐MBO4(M=Mg、Ca、Sr、Ba等碱土类或Zn过渡金属类;B=W或Mo),一般结构简单,易于合成,是一种非常适合稀土离子掺杂的基质发光材料。体系中有四方晶系、单斜晶系以及三斜晶系,其晶体结构多样,一般与阳离子种类、合成方法有着密切关系,而与掺杂辅助离子关系不大。

为了印证这一说法,探讨掺杂不同种类的阳离子后,对体系的结构是否有影响。Kim等[18]以ZnO、MgO、CaCO3、SrCO3和WO3为实验原料,与乙醇溶液进行混合,通过球磨机研磨24 h后,将混合浆料在烘箱90 ℃干燥,然后通过固相法在900 ℃煅烧2 h,在空气氛围中合成钨铁矿(M=Zn和Mg)或白钨矿(M=Ca和Sr)等价金属钨酸盐MWO4样品,根据以前晶胞参数的数据和原子位置进行重建(见图1(a)、(b)),由于合成钨酸盐MWO4中掺杂的阳离子不同,尽管它们具有相似的化学式,但它们的结构环境却大不相同。在具有钨铁矿结构的金属钨酸盐中,钨(W)原子被6个氧(O)原子八面体包围以形成WO6八面体组成单斜结构,而具有白钨矿结构的金属钨酸盐显示出由WO4四面体组成的四方结构。

同时,为了探讨掺杂一定浓度辅助离子对合成荧光粉的微结构、发光强度是否有影响。王林香等[19]采用微波辅助加热法合成Na+、Li+、Bi3+单/共掺杂的CaWO4∶Eu3+荧光粉。从图2可知,不管是单掺杂还是共掺杂辅助离子,所合成的样品的各个衍射峰和CaWO4标准卡(JCPDS No.97-001-5586)相一致,XRD结果表明了辅助离子Na+、Li+、Bi3+掺杂不影响CaWO4基质的四方晶型结构。在光谱性能方面(见图3),各样品的激发和发射光谱峰形基本相似,而峰强度却存在明显差异。在393 nm激发下,样品b、c谱线中,掺杂了Eu3+,Na+和Eu3+,Li+的样品在615 nm处的发光强度分别比单掺杂Eu3+样品提高了1.8倍及1.2倍。而样品d、e谱线中,掺杂了Eu3+,Li+,Na+和Eu3+,Li+,Bi3+的样品发射强度与单掺杂Eu3+样品相差不大,甚至还有些减弱。这说明辅助离子除了可作为助熔剂或敏化剂改善样品发光外,其半径、掺杂浓度、价态、电荷补偿以及产生的空位缺陷都会影响合成样品的发光,只有使用合适价态、合适种类的金属离子及适当的掺杂浓度,才能有效改善CaWO4∶Eu3+样品的发光效率。另外,添加助熔剂,还可以降低合成温度,孔丽等[20]研究证明了此结论,以SrCO3、H2MoO4、Eu2O3为原料,和适量助熔剂(氟化铵、氟化钠、硼酸、氟化钡以及氯化铵),一起置于玛瑙研钵,加入少量无水乙醇充分研磨,然后转移至刚玉坩埚中,在高温炉中焙烧冷却至室温,取出研磨的样品,合成SrMoO4∶Eu3+并通过掺杂助熔剂氟化钡(BaF2),使制备温度由900 ℃降到600 ℃,同时也增强了荧光粉的发光强度。

图1 MWO4的晶体结构[18]

图2 合成CaWO4∶Eu3+ (a);CaWO4∶Eu3+,Na+(b);CaWO4∶Eu3+,Li+(c);CaWO4∶Eu3+,Li+,Na+(d)和CaWO4∶Eu3+,Li+,Bi3+(e) 的XRD图谱[19]

图3 合成CaWO4∶Eu3+(a);CaWO4∶Eu3+,Na+(b);CaWO4∶Eu3+,Li+(c);CaWO4∶Eu3+,Li+,Na+(d)和CaWO4∶Eu3+,Li+,Bi3+(e)的激发和发射光谱图[19]

2.2 白钨矿型双钨酸盐/钼酸盐ARE(BO4)2体系

双钨/钼酸盐通常为白钨矿结构,一般是由三价稀土离子和一价金属离子构成ARE(BO4)2体系(A=Li、Na、K、Cs等;RE=La、Gd、Y等;B=W或Mo),该体系荧光粉是目前研究的热点,其研究成果也相对较多。表1列出了不同基质双钨酸盐/钼酸盐的合成方法、晶体结构、激发和发射峰以及发光颜色。

表1 ARE(BO4)2体系(A=Li、Na、K、Cs等;RE=La、Gd、Y等;B=W或Mo)荧光粉的发光性能

由表1可知,ARE(BO4)2体系红色荧光粉的合成采用固相法比较多,其次有水热法、溶胶凝胶法、熔盐法等,所合成的荧光粉有四方晶系、三斜晶系和单斜晶系等结构。另外,荧光粉发光颜色与基质关系不大,主要受稀土离子激活剂影响,例如:掺杂稀土离子为三价铕离子(Eu3+),主发射峰为红色,而掺杂三价钐离子(Sm3+),主发射峰为橙红色。它们在近紫外光区和蓝光区都存在明显的激发峰,可以与LED芯片的近紫外或蓝光激发匹配。

2.3 白钨矿型三钨/钼酸盐ARE(BO4)3体系

近年来,一种新型的具有无序结构的三钨/钼酸盐ARe(BO4)3(A为K、Na等碱金属或Ca、Ba、Sr等碱土金属;Re为Yb、La、Nd等;B为Mo或W)在稀土发光材料领域引起了广泛的关注。该体系的荧光粉文献报道有KBaGd(MoO4)3∶Yb3+或Nd3+[30-31]、KBaGd(MoO4)3∶Eu3+、Tb3+[32]、KMGd(MoO4)3∶Eu3+(M=Ca,Sr)[33]、Li2Mg2(WO4)3∶Eu3+[34]、Gd2(MoO4)3∶Eu3+[35]、KBaGd(WO4)3∶Dy3+,Eu3+[36]等。目前,对于白钨矿型三钨酸盐/钼酸盐ARE(BO4)3体系荧光粉基质进行改性,有以下几种方式:(1)部分稀土离子Re3+之间进行等价离子替换;(2)稀土离子全取代碱土离子;(3)碱土离子之间等价替换;(4)稀土离子和碱土离子一起替换;(5)添加电荷补偿剂、助熔剂、络合剂等。其中,Meng等[30-31]首次报道了KBaGd(MoO4)3体系中稀土离子之间进行等价离子的替换,通过Yb3+或Nd3+掺杂,与KBaGd(MoO4)3体系中的Gd3+进行等价替换,为改良荧光粉性能开辟一条新途径。为了研究其他碱土离子(例如:Ca2+、Sr2+)替换化合物中Ba2+之后,是否会导致体系的结构和发光性质发生变化。宋明君等[33]采用高温固相法制备两种新型的红色荧光粉KMGd1-x(MoO4)3∶Eu3+(M=Ca、Sr),并研究了体系中碱土离子之间等价替换对它们的结构、性能的影响。实践证明,体系中Ba2+替换Ca2+、Sr2+之后,对KMGd1-x(MoO4)3荧光粉结构产生影响,可使样品在单斜与四方相之间转变。根据它们的变化,得出以下结论:碱土离子与稀土离子半径的大小对样品结构的影响是相反的,碱土离子半径的增大使得样品更倾向形成单斜结构,而稀土离子半径的增大使得样品更倾向形成四方结构。另外,两种荧光粉在394 nm与465 nm处均具有较强的吸收,非常适合近紫外和蓝光激发,发光强度远高于商用的Y2O3∶Eu3+荧光粉,并且具有优异的色纯度。

除了上面所述等价离子替换会影响样品结构,添加适量的络合剂和改变热处理温度同样可以影响样品的结构,孙继强等[35]以Gd2O3、Eu2O3、(NH4)6Mo7O24·4H2O和柠檬酸等为主要试剂,采用溶胶凝胶-燃烧法,以柠檬酸为络合剂,按照不同摩尔比进行混合搅拌后,将混合溶液置于80 ℃水浴24 h形成黄色胶状物质,然后置于电炉上进行预燃烧,得到灰黑色粉末再放入电阻炉中,在850 ℃温度下热处理2 h后,室温冷却研磨即得到Gd2(MoO4)3∶Eu3+荧光粉。XRD分析表明,单斜结构的Gd2(MoO4)3∶Eu3+荧光粉到正交结构的Gd2(MoO4)3∶Eu3+荧光粉的转换可以通过改变稀土离子与柠檬酸摩尔比和热处理温度等合成条件实现。而荧光光谱研究表明:Gd2(MoO4)3∶Eu3+荧光粉的主发射峰位于616 nm处,来自Eu3+的5D0→7F2电偶极跃迁。改良后得到的正交结构Gd2(MoO4)3∶Eu3+荧光粉发射强度明显提高。

图4 KBGW中Dy3+和Eu3+的能级图及其能量传递机制[36]

2.4 白钨矿型四钨酸盐/钼酸盐ARE2(BO4)4体系

白钨矿型四钨酸盐/钼酸盐ARE2(BO4)4体系中的基质一般是由2个三价稀土离子和1个二价金属离子构成。其中,A为Mg、Ca、Ba等碱土金属离子或过渡金属离子Zn;RE为三价稀土离子,B为W或Mo。早在20世纪80年代,Balakireva等[37]报道了四钼酸盐BaGd2-xNdx(MoO4)4单晶的生长与光谱性能。近年来,白钨矿型四钨酸盐/钼酸盐荧光粉作为一种稀土发光基质材料逐渐引起了研究者的关注。赵旺等[38]以BaCO3、Gd2O3、Eu2O3、Tb2O3、MoO3、无水乙醇为原料,按照化学计量比准确称取原料放入玛瑙球磨罐中,然后在球磨机中研磨10 h后烘干,最后通过高温固相法在900 ℃下煅烧10 h后研磨得到掺杂Tb3+和Eu3+的BaGd2(MoO4)4荧光粉样品,研究结果表明,该体系存在Tb3+→Eu3+离子间的能量传递效应,Tb3+的发射强度随着Eu3+掺杂浓度的升高逐渐降低,而 Eu3+的发射强度逐渐增大。样品的发光颜色也逐渐从绿色经黄色、橙色过渡到红色。为了提高荧光粉的发光性能,蒲勇等[39]通过引入Bi3+作为敏化剂,采用水热法制备了CaGd2-x-y(MoO4)4∶xEu3+,yBi3+(x=0.01~2,y=0~0.04) 系列红色荧光粉。结果表明,样品荧光粉具有四方白钨矿结构,属于I41/a(88) 空间群。样品颗粒呈类八面体状,粒度比较均一,分散性良好,粒径在3~5 μm之间。研究中未发现 Eu3+的浓度猝灭现象。另外,Bi3+的掺杂对Eu3+起敏化作用,能显著提高样品的5D0→7F2红光发射强度和色纯度,其最佳掺杂量为y=0.01,其作用机理为交换交互作用,总的来说,通过引入Bi3+作为敏化剂合成的CaGd1.84(MoO4)4∶0.15Eu3+,0.01Bi3+荧光粉是一种发光性能较好的可被近紫外光有效激发的红色荧光粉。Li等[40]通过常规固相法共掺杂Sm3+和Eu3+成功合成系列CaGd2-x-y(WO4)4∶xEu3+,ySm3+新型红色荧光粉,并对其晶体结构和发光性质进行研究。结果表明,CaGd2(WO4)4(简称:CGW)基质具有单斜体系,空间群为I2/b。在393 nm激发下,CGW∶Eu3+,Sm3+荧光粉在616 nm处表现最强红色发射峰。更重要的是Sm3+与Eu3+之间存在能量转移,过程如图5所示。在405 nm的激发下,Sm3+可以被激发从其基态6H5/2状态变为激发态4K11/2状态,然后通过非辐射弛豫4G5/2状态。因为Sm3+的4G5/2能级与Eu3+的5D0能级非常接近,所以Sm3+的能量可以通过两个能级之间的共振转移到Eu3+的5D0,说明了Sm3+到Eu3+存在有效能量转移。由于Sm3+掺杂可以传递能量给Eu3+,因此CGW∶Eu3+,Sm3+共掺杂荧光粉的发射强度要比CGW∶Eu3+单掺杂高。另外,在393 nm激发下,其CIE坐标测得为(0.650 9,0.347 1),根据以上结果分析,CGW∶Eu3+,Sm3+荧光粉是一种近紫外激发白光LED很有潜质的红色发光材料。

图5 Sm3+和Eu3+之间的能量转移过程示意图[39]

3 双钙钛矿型钨/钼酸盐体系

为了提高荧光粉发光性能,科研人员会通过不同制备工艺来改善荧光粉形貌、颗粒大小,从而达到提高荧光粉的发光效率。Yang等[41]以Na2CO3、MgCO3、WO3、Eu2O3、La2O3及Sm2O3为起始原料,按照化学计量比称量原材料,并将其放入球磨机中进行研磨10 h以获得均质混合物。将均匀的混合物在80 ℃下干燥12 h,然后放入刚玉坩埚中,通过高温固相法在1 100 ℃煅烧4 h,在空气氛围中合成系列NaLa1-x-yMgWO6∶xSm3+,yEu3+(0.01≤x≤0.1;0≤y≤0.4)红色荧光粉。SEM分析表明,研磨后合成的NaLa0.95-yMgWO6∶0.05Sm3+,yEu3+(y=0.1,0.2,0.3,0.4)荧光粉的所有粉末均结晶良好,颗粒表面非常光滑平整,具有不规则的颗粒或片状形状,但值得注意的是(见图6),随着Eu3+掺杂浓度的增加,样品的晶粒形态变得不均匀,大颗粒的平均尺寸和比例显示出明显的增加,形态的变化可能与Sm3+/Eu3+和La3+的电负性和半径的差异有关。而光谱分析和衰减曲线表明,NaLa0.65MgWO6∶0.05Sm3+,0.3Eu3+荧光粉无论是397 nm还是406 nm激发,都存在从Sm3+到Eu3+的能量转移,其机理是偶极-偶极相互作用,效率为38.89%,而且还具有良好的热稳定性,其CIE色度坐标为(x=0.661,y=0.339)。Li等[42]也是先通过球磨后得到混合物,并干燥,然后再通过1 100 ℃高温煅烧合成系列可调颜色发射的新型NaLaMgWO6∶Tb3+,Eu3+荧光粉,结果表明,合成的NaLaMgWO6∶Tb3+,Eu3+荧光粉也具有良好热稳定性,其ΔE值大约为0.302 eV,在紫外光激发下,其发射颜色可以从绿色变为红色,相应的CIE坐标从(0.293,0.586)到(0.648,0.351)。

除此之外,也有研究人员选择添加电荷补偿剂、助熔剂、敏化剂等方式来提升荧光粉的发光性能。早在2006年,Sivakuma等[43]采用高温固相法制备出A2CaMoO6∶Eu3+(A=Sr、Sa)橙红色荧光粉,并通过添加Sr2+电荷补偿离子进行优化样品,优化后样品的吸收和发射效率均有明显的提高,其发射强度为商业Y2O2S∶Eu3+荧光粉的1.5倍。林金填等[44]采用高温固相反应法制备了Gd2MoO6∶Sm荧光粉,并研究不同种类助熔剂对荧光粉结构影响规律。对比助熔剂H3BO3、BaCl2、BaF2、NH4F的熔点得知,BaCl2、BaF2助熔剂熔点与反应温度更匹配,有利于荧光粉的成核、长大等结晶过程。因此,通过添加适量的氟化钡(BaF2)或氯化钡(BaCl2)助熔剂,更能提升荧光粉的发光性能。王梅芳等[45]采用溶胶凝胶 Pechini法合成了均匀分散的片状结构白光LED用红色荧光粉La1.9-xMoO6∶0.10Eu3+,xLi+(x=0,0.10,0.20,0.25)。通过共掺杂的Li+,使晶体中形成氧离子空穴阵列,有利于传递能量给Eu3+,研究表明,掺杂微量 Li+作为敏化剂对荧光粉发光强度的增强起重要作用,当Li+的掺杂为0.20时,荧光粉发光强度最大且被近紫外和蓝光激发均有强的红色发射。与近紫外LED用InGaN芯片(370~410 nm)和蓝光LED用GaN芯片(450~470 nm)均匹配良好,具有较好的商业应用前景。

图6 不同Eu3+掺杂浓度的NaLa0.95-yMgWO6∶0.05Sm3+,yEu3+(y=0.1,0.2,0.3,0.4)荧光粉的SEM照片[40]

4 复合型钨/钼酸盐体系

早在2004年,Neeraj等[46]以NaHCO3、Ln2O3、WO3、H2MoO4和Eu2O3为实验原料,按照化学计量比将混合物一起研磨,并在氧化铝坩埚中通过固相法在500 ℃加热48 h后,冷却再次研磨样品,最后在800 ℃下再次加热60 h后合成了NaLn(WO4)2-x(MoO4)x∶Eu3+(Ln=Y,Gd) 系列钨/钼酸盐复合型红色荧光粉,证明了该荧光粉同样能被紫外光区(393 nm)和蓝光区(463 nm)有效激发,其激发光谱和LED的发射光谱非常匹配,是一种理想的白光LED用红色荧光粉。随后,研究者们通过对Mo/W比例调控以及适量添加电荷补偿剂、敏化剂、助熔剂等辅助离子方式对白钨矿钨/钼酸盐复合型荧光粉进行改良。谢安等[47]课题组为了提高钼酸盐Eu3+在615 nm(5D0→7F2跃迁)发光性能,引进与Mo6+(0.041 nm)离子半径相近的W6+(0.042 nm)来改变围绕发光中心离子的次晶格结构来提高发光中心亮度,随着钨酸盐的浓度增加,以466 nm波长激发时,Eu3+的5D0→7F2跃迁发射强度也相应提高,当Mo/W为3时,KYyEu1-y(WO4)x(MoO4)2-x红色荧光粉发光亮度达到最大值;同样,Ru等[48]通过Mo/W比例调控,当Mo/W为7∶0时,该荧光粉在615 nm处显示强红色发射线,对应于Eu3+的强迫电偶极子5D0→7F2跃迁。Yan等[49]通过电荷补偿改善Ca0.54Sr0.16Eu0.08Gd0.12(MoO4)0.2(WO4)0.8荧光粉的红色发光,研究了3种电荷补偿方法,即(1)3Ca2+/Sr2+-2Eu3+/Gd3++空位,(2)2Ca2+/Sr2+-Eu3+/Gd3++M+(M+是单价阳离子,如Li+,Na+和K+用作电荷补偿剂)和(3)Ca2+/Sr2+-Eu3+/Gd3++N-(N-是单价阴离子,如F、Cl、Br和I用作电荷补偿离子)。其最佳电荷补偿为2Ca2+/Sr2+-Eu3+/Gd3++Li+/Na+/K+组合。通过电荷补偿方式,该荧光粉的CIE色坐标为(0.66,0.33),是一种理想的红色发光材料。

针对材料的热稳定性对荧光粉发光性能的影响,Marikumar等[11]通过固相反应法合成系列Eu3+掺杂的NaSrLa(MO4)3∶Eu3+[M=Mo/W]稳定红色荧光粉,该材料在150 ℃时,仍保持66.13%的PL效率,显示出良好的热稳定性。如图7所示,在394 nm激发下,该荧光粉显示出优异的绝对量子产率(83%),其发射强度远高于商业荧光粉Y2O3∶Eu3+,Y2O2S∶Eu3+,几乎为其8.6倍,同时还具有优异的色度特性。Fan等[50]在空气气氛中进行高温固态反应成功制备出NaGd1-x(MoO4)(WO4)∶xSm3+(x=0.01~0.06)系列橙红色荧光粉,其荧光热猝灭温度从398 K增加到473 K,平均寿命τ为0.53 ms,同样表明具有良好的热稳定性和发光色稳定性。

图7 在394 nm激发下,商用Y2O3∶Eu3+,Y2O2S∶Eu3+与NaSrLa(MO4)3∶Eu3+(M=Mo和W)荧光粉的PL发射光谱比较[11]

除了上述报道白钨矿钨/钼酸盐复合型红色发光材料外,双钙钛矿钨/钼酸盐复合型荧光粉同样也是一种新型的红色发光材料。Dong等[52]开发出一种近紫外w-LED的新型双钙钛矿复合型红色荧光粉Gd3B(W,Mo)O9∶Eu3+,其整体发射强度比商业红色荧光粉Y2O2S∶Eu3+高出10倍。Jing等[53]在1 260 ℃下反应6 h成功合成了钼酸盐Sr3-xEuxMoO6和钨/钼酸盐Sr2.7Eu0.3Mo1-yWyO6红色荧光粉。研究表明,30%摩尔分数的Eu3+∶Sr3MoO6在365 nm处显示出较宽的电荷转移(CT)带,并发出强烈的红色发射光(616 nm,5D0-7F2跃迁),通过用W6+代替Mo6+后,该材料的发光强度得到提高,色纯度也得到了改善。除此之外,为了深入对双钙钛矿复合型红色发光材料的基础结构研究,Sletnes等[54]系统研究了A位和B位晶格位点取代对(SrxBa1-x)2CaWyMo1-yO6∶Eu3+晶体结构、激发光谱、发射光谱、发射强度和颜色的影响,结果表明,当Sr取代B位置时荧光粉的发射强度明显高于所有其他材料,双钙钛矿型钨/酸盐体系荧光粉因其结构多功能性和可调大参数空间,可以通过调控Sr/Ba和W/Mo比率以及Eu3+晶格位置取代来获得高发射强度和高纯度,而成为白光LED最具有潜力的红色荧光粉。

5 结语与展望

随着白光LED技术越来越成熟,人们对光的追求也越来越高,而合成白光LED用的红光荧光粉对其发光效率、显色指数以及色温有着极其重要的影响。与其他含氧酸盐荧光粉相比,钨/钼酸盐荧光粉因具有制备容易、稳定性好以及环保等优异的特性,具有良好的应用前景。

虽然钨/钼酸盐红色荧光粉已具备一系列的优势,但仍然存在一些关键问题有待解决:(1)制备方法方面,目前钨/钼酸盐红色荧光粉的制备主要以传统高温固相法为主,理论上,采用纳米合成软化学合成技术改善荧光粉体的荧光性能是主要研究方向;(2)激活离子选择方面,目前钨/钼酸盐红色荧光粉单掺杂以稀土三价Eu3+为主,而Sm3+、Ho3+、Eu2+、Er3+等稀土离子掺杂也有少量报道,应从单一离子激活向复合体系扩展,提高发光效率;(3)在钨/钼酸盐红色荧光粉体系中可以适当添加电荷补偿剂、助熔剂、敏化剂等方式,提高荧光粉的发光性能;(4)与商业化的荧光粉相比,钨/钼酸盐红色荧光粉的基础研究还比较薄弱,应该加强能量传递机制、晶体结构、光谱带宽等基础理论研究,为新型红色荧光粉的研制提供更多理论依据和指导。

随着科技发展与科学研究深入,钨/钼酸盐荧光粉的发光规律、能量传递机制等基础理论将会得到进一步探索,制备工艺也会越来越成熟,满足应用需求的新型钨/钼酸盐红色发光材料的开发会更加有意义。

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