關於螢光材料的文獻及分析
篇一：螢光材料文獻綜述
一、螢光材料的種類與特性
總的說來，螢光材料分有機螢光材料和無機螢光材料。
有機螢光材料又有有機小分子發光材料和有機高分子光學材料之分。有機小分子螢光材料種類繁多，它們多帶有共軛雜環及各種生色團，結構易於調整，通過引入烯鍵、苯環等不飽和基團及各種生色團來改變其共軛長度，從而使化合物光電性質發生變化。如惡二唑及其衍生物類，xx及其衍生物類，羅丹明及其衍生物類，香豆素類衍生物，1,8-萘醯亞胺類衍生物，吡唑啉衍生物，三苯胺類衍生物，卟啉類化合物，咔唑、吡嗪、噻唑類衍生物，苝類衍生物等。它們廣泛應用於光學電子器件、DNA診斷、光化學傳感器、染料、螢光增白劑、螢光塗料、雷射染料[7]、有機電致發光器件(ELD)等方面。但是小分子發光材料在固態下易發生螢光猝滅現象，一般摻雜方法製成的器件又容易聚集結晶，器件壽命下降。因此眾多的科研工作者一方面致力於小分子的研究，另一方面尋找性能更好的發光材料，高分子發光材料就應運而生了。
有機高分子光學材料通常分為三類：(1)側鏈型：小分子發光基團掛接在高分子側鏈上，(2)全共軛主鏈型：整個分子均為一個大的共軛高分子體系，(3)部分共軛主鏈型：發光中心在主鏈上，但發光中心之間相互隔開沒有形成一個共軛體系。目前所研究的高分子發光材料主要是共軛聚合物，如聚苯、聚噻吩、聚芴、聚三苯基胺及其衍生物等。還有聚三苯基胺，聚咔唑，聚吡咯，聚卟啉[8]及其衍生物、共聚物等，目前研究得也比較多。
常見的無機螢光材料有硫化物系螢光材料、鋁酸鹽系螢光材料、氧化物系螢光材料及稀土螢光材料等。
鹼土金屬硫化物體系是一類用途廣泛的發光基質材料[8211]。二價銪摻雜的CaS及SrS可以被藍光有效激發而發射出紅光,因而可用作藍光LED晶片的白光LED的紅色成分,可製造較低色溫的白光LED,其顯色性明顯得到改善,目前使用的紅粉硫化物體系主要是(Ca1-X,SrX)S:Eu2+體系,在藍區寬頻激發,紅區寬頻發射。通過改變Ca2+的摻雜量,可使發射峰在609～647nm間移動。共摻雜Er3+,Tb3+,Ce3+等可增強紅光發射。
鋁酸鹽系螢光材料中SrAl2O4,CaAl2O4,BaAl2O4為常用的發光基質。例如，Sr3A12O6是一種新型紅色螢光粉,它的激發峰位於460～470nm範圍內,是與主峰為465nm的藍光LED晶片相匹配的紅色螢光材料。劉閣等[31]利用水熱沉澱法合成了Sr3A12O6。通過對其純相粉末的螢光性質的研究,發現該螢光粉樣品的最大激發峰位於459nm波長處且在415nm波長處有一小的激發峰。而樣品的發射帶落在615～683nm的波長範圍內,其中最大發射峰的波長位於655nm處,表明在459nm波長的光激發下,樣品能夠發出紅色光。
氧化物螢光材料在螢光粉中的應用較多。如，以ZnO作為基質合成的紅色螢光材料穩定性很好。紅色螢光材料ZnO:Eu,Li和ZnO:Li+的最大激發峰範圍都在340～370nm範圍內,與365～370nm紫光LED晶片的發射峰大部分相交,因而適用於三基色白光LED製造。
稀土離子因其具有特殊的電子結構和成鍵特徵，故能表現出獨特的螢光性質，而通過與配體的作用，又可以在很大程度上增強它的螢光強度，因此稀土配合物的研究為螢光材料分子的設計提供了廣闊的前景。近些年來，人們分別從製備與表征方面對鑭系螢光材料進行了比較多的研究。
二、無機螢光材料的一般製備方法
為了使螢光材料具備優秀的螢光性能，無機螢光體通常製成納米螢光材料。納米材料的製備方法有固相法、氣相法、液相法、以及結合其它多種製備手段的混合法。
固相法是通過固相到固相的變化來製造粉體，物質的微粉化機理大致可分為如下兩類，一類是將大塊物質極細地分割的方法，常用的是機械球磨法、溶出法；另一類是將最小單位(分子或原子)組合的方法，常用的是固相反應法、火花放電法、熱分解法。
氣相法是直接利用氣體或者通過各種手段將物質變成氣體，是指在氣體狀態下發生物理變化或化學反應，最後在冷卻過程中凝聚長大形成納米顆粒的方法。大致可分為：化學氣相反應法、氣體中蒸發．凝結法等。
液相法是製備各種氧化物納米粉體最主要的方法，其特點是該方法從均相的溶液出發，通過各種途徑使溶質與溶劑分離，溶質形成一定形狀和大小的顆粒，得到所需材料的前驅體，熱解後得到納米微粒。主要的製備方法有下述幾種：(1)沉澱法指包含一種或多種離子的可溶性鹽溶液，當加入沉澱劑後，於一定溫度下使溶液發生水解，形成不溶性的氫氧化物、水合氧化物或鹽類從溶液中析出，將溶劑和溶液中原有的陰離子洗去，經熱解或脫水即得到所需的氧化物粉料。(2)水解法有醇鹽水解法和無機鹽水解法。前者是利用醇鹽能溶於有機溶劑並可能發生水解，生成氫氧化物或氧化物沉澱的特性，製備超細材料的一種方法。(3)溶膠凝膠法包括溶膠的製備和溶膠一凝膠轉化兩個過程。它是指以無機鹽或金屬醇鹽為前驅物，經水解縮聚逐漸凝膠化及相應的熱處理而得到氧化物或其他化合物固體的方法。(4)水熱法水熱法是在高溫高壓下的水溶液或蒸汽等流體中合成物質，再經分離和熱處理得到納米微粒．(5)溶劑熱法溶劑熱法與水熱法的不同是前者的反應介質多為非水的有機溶劑。由於有機溶劑種類繁多，性質差異很大，為合成提供了更多的選擇機會。(6)噴霧熱解法它是通過加熱分解金屬鹽溶液如硝酸鹽、乙酸鹽、甲酸鹽而獲得金屬氧化物超細粉末的一種常用方法。(7)微乳液法該法是利用兩種互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成一個均勻的微乳液，從微乳液中析出固相，這樣可使成核、生長、聚結、團聚等過程局限在一個微小的液滴內，從而形成納米顆粒，又避免了顆粒之間進一步團聚。
三、鑭系釩酸鹽螢光材料的製備
前面提到的納米材料的製備方法中常用於鑭系釩酸鹽螢光材料製備的有沉澱法、熔融鹽法、溶膠一凝膠法、溶劑熱法、水熱法。
1、沉澱法
羅紅霞、郭佳以沉澱法合成了m-和t-LaVO4:Eu3+。在不使用任何添加劑的條件下，通過控制pH值，用沉澱法在溫室下選擇性合成了m-與t-LaVO4:Eu3+，考
察了樣品的發光性質，並與水熱所制的樣品的光之發光性質進行了比較。結果表明，樣品在280nm光源激發下可發射600-620nm的紅光，t-LaVO4:Eu3+發光強度遠遠大於m-LaVO4:Eu3+；pH值在6-9範圍內，沉澱法與水熱法都可以合成純相t-LaVO4:Eu3+；在相同pH值條件下，180℃水熱2h比沉澱法陳化2h所製備樣品發光強度高。
2、熔融鹽法
山東大學碩士張娟以熔融鹽法合成LaVO4基納米材料。在熔鹽中保溫30分鐘所得樣品的XRD圖的衍射峰基本與JCPDS卡片50—0367一致，但在20=23和20=32處有雜峰，這說明所得產物為單斜相結構的LaV04，同時含有微量多釩氧化物雜質。隨著反應時間從半個小時延長到三個小時，衍射峰位置、強度沒有明顯變化，但相對變得稍尖銳，說明反應時間對產物LaV04影響較小，產物顆粒粒徑隨反應時間延長略有增大。在3500C反應兩小時即可獲得單斜結構LaV04，而產物結晶度較低。
3、溶膠一凝膠法
張洪武、付曉燕等採用絡合溶膠,凝膠法製備了系列納米發光材料LnVO4:En（Ln=La，Gd，Y）通過對三種釩基發光材料的'結構以及光譜進行研究發現，GdVO4：Eu和YVO4:Eu為四方晶系對稱性高，而O4：Eu是獨居石結構，單斜晶系，是九配位，稀土離子屬於對稱性較低的C2對稱，因而其紅外光譜，吸收光譜和發射光譜與GdVO4：Eu、YVO4:Eu有明顯的不同，出現峰的寬化以及數目增多等現像。
4、溶劑熱法
劉國聰、董輝等以的溶劑熱法合成銪摻雜釩酸鑭納米棒，160。CT成功合成了Eu3+摻雜LaVO4納米棒．用x射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)和光致發光(PL)等技術時樣品進行表征．XRD和TEM測試結果說明LaVO4：Eu3+納米棒是純鋯石型四方相結構、晶體結構均勻、沒有缺陷，通過調節溶液pH和反應時間能夠控制LaVO4：Eu3+納米的定向組裝和晶體生長．PL光譜顯示Eu3+摻雜可以顯著提高LaVO4納米棒的螢光性能。
5、水熱模板法
劉鳳珍、邵鑫等以硝酸啞鈰和原釩酸鈉為原料，採用水熱和模板導內結合的方法製備出了晶形規襤的釩酸鈰納米棒。探討了模板劑、pH值和水熱時閱等因素對產物形貌和結構的影響，並用XRD，SEM，TEM等對產物的物相、結構和形貌進行了表征。結果表明，製備的產物為純凈的單一體心四方結構的釩酸鈰納米棒。其長度為l一2um，徑向尺寸分布為30—50nm。製備釩酸鈰納米棒的最佳，I：藝參數為：以EDTA為模板劑、水熱溫度為180℃、pH值為9、水熱時間為24h。模板劑、pH值和水熱反應時間對製備CeV04納米棒有著非常重要的影響。EDTA的加入能夠促進釩酸鈰納米微粒的形核；pH值影響粒子的聚集狀態；水熱時問的延長有利於製備結品性能更好的釩酸鈰納米微粒。
王念，陳文以Na2EDTA為模板導向刺。利用水熱法成功合成了單晶CeVQ納米棒．使用X射線衍射儀（XRD）、透射電鏡(TEM)、高分辨透射電鏡(HRTEM)和超導量子磁強計(SQUID)等對產物的結構和磁學性能進行了表征。結果表明。產物為CeV04納米棒，其長度為600nm左右，直徑為80nm左右。研究發現，模板荊Na2EDTA和生長溶液的pH值決定著CeVO4,納米晶體的形貌與生長機制。進一步對CeVO4納米棒的磁性進行研究，表明在低溫下，由於受到CeVO4,納米晶體的尺寸效應和Ce離子4f電子的影響，CeVO4,納米晶體表現出明顯的超順磁性，而強烈的一維各向異性和Eu3+摻雜則顯著提高了CeVO4納米棒的磁性能。
劉國聰，李海斌等在弱鹼性溶液中，採用改進的水熱法合成魚骨狀LaVO4和LaV04：Eu3+納米晶體。用x射線衍射、透射電鏡、高分辨透射電鏡、紫外一可見光和螢光光譜(PL)研究樣品的結構和發光性能，並探討溶液pH值、反應時間和反應溫度對產品形貌和顆粒大小的影響。結果說明：前驅體溶液的pH值對產品形貌起關鍵作用，而反應時間和溫度僅改變產品顆粒的尺寸；水熱反應有助於魚骨狀LaV04：Eu3+晶體從單斜獨居石型結構向四方鋯石型的轉變，而摻雜Eu3+的LaV04的晶格對稱性下降，而其螢光性卻得到加強。
四、本課題LaVO4螢光材料製備方法的選定
充分考慮到各種製備方法的難易程度、產品品質、能耗、污染程度等方面，最終決定選擇水熱法製備此材料。
1、水熱法基本原理
水熱法是利用高溫高壓的水溶液使那些在大氣條件下不溶或難溶的的物質溶解，或反應生成該物質的溶解產物，通過控制高壓釜內溶液的溫差使產生對流以形成過飽和狀態而析出生長晶體的方法。
自然界熱液成礦就是在一定的溫度和壓力下，成礦熱液中成礦物質從溶液中析出的過程。水熱法合成寶石就是模擬自然界熱液成礦過程中晶體的生長。
2、水熱法的優點
1）合成的晶體具有晶面，熱應力較小，內部缺陷少。其包裹體與天然寶石的十分相近。
2）水熱法生產的特點是粒子純度高、分散性好、晶形好且可控制,生產成本低。
3）用水熱法製備的粉體一般無需燒結,這就可以避免在燒結過程中晶粒會長大而且雜質容易混入等缺點。影響水熱合成的因素有:溫度的高低、升溫速度、攪拌速度以及反應時間等。
五、關於改性與表征
目前，LaVO4螢光材料的主要改性方法為參雜。
本實驗從利用XRD，TEM等多種分析手段綜合分析LaVO4螢光材料的物相結構、形貌特徵，探討形成機理。利用UV-vis，FL等手段探討LaVO4螢光材料的光學性能及機理。
篇二：螢光材料的製備及其性能測定
一、實驗目的
1、掌握螢光材料的概念及應用；
2、熟練掌握水熱法的製備過程及操作；
3、了解固體的發光過程。
二、實驗原理
1、螢光粉簡介
發光」即Luminescence一詞作為一個技術名詞，是專指一種特殊的光發射現象，它與熱輻射有根本的區別。溫度在絕對零度以上的任何物體都有熱輻射。物體的溫度達到500℃以上時，輻射的可見部分就夠強了，例如燒紅了的鐵，電燈泡中的燈絲等等。發光則是疊加在熱輻射之上的一種光發射。發光材料能夠發出明亮的光，（例如日光燈內螢光粉的發光），而它的溫度卻比室溫高不了多少。因此發光有時也被稱為「冷光」．熱輻射是一種平衡輻射。它基本上只與溫度有關而與物質的種類無關。發光則是一種非平衡輻射，反映著發光物質的特徵。
激發方式有以下幾種：
光致發光(Photoluminescence)，簡寫為PL。這是用光激發產生的發光。它的最廣泛而又重要的兩種應用是固體雷射器和日光燈，也就是作為光源。
陰極射線發光(Cathodoluminescence)，簡寫為CL。這是電子束激發的發光。最常見的應用是電視顯像屏，當然還包括計算機、電子顯微鏡和各式各樣電子儀器的顯示屏。
電致發光(Electroluminescence)，EL。用電場或電流產生的發光，最初譯成場致發光，故現在仍有很多人使用這個名詞。發光二極體(LEDlightemittingdiode)發射的光就是半導體的電致發光，它利用電流通過PN結而發光。
放射線發光(Radioluminescence)，RL。這是各種射線如α、β、γ等核輻射以及X射線激發的發光。X射線發光的眾所周知的應用就是醫用的X光透視屏和攝像增感屏。
還有化學發光(Chemiluminescence)，生物發光(Bioluminescence)，摩擦發光(Triboluminescence)，聲致發光(Sonoluminescence)，等等。
YW2O6(OH)3是一種新型鎢酸鹽，礦物學家稱之為釔鎢華，屬單斜晶系。由於稀土離子之間的電價、離子半徑等性質的相似性，可以用其它離子置換Y離
子，達到摻雜的目的。一般情況下，摻雜Eu或Tb的螢光粉，分別發紅光和綠光。本實驗將採用水熱法，在pH=6、180℃下水熱24小時，製備Y1-xEuxW2O4(OH)3（Re=Eu,Tb）螢光粉。
三、試劑與儀器
1、試劑：Na2WO42H2O（AR），Y2O（，Tb4O7（99.99%），Eu2O3（99.99%），399.99%）
NaOH（AR），濃HNO3。
2、儀器：精密電子天平，水熱釜，烘箱，磁力攪拌器，離心機，X射線粉末衍射儀，螢光光譜儀。
四、實驗步驟
1、確定要製備螢光粉中摻雜的稀土元素（Eu，Tb），及摻雜的量（x），最終確定了螢光粉的化學式：Y1-xEuxW2O4(OH)3。
2、按照1mmolY1-xEuxW2O4(OH)3螢光粉產量稱取所用試劑。過程如下：按化學計量比稱量稀土氧化物，加10ml去離子水和10滴濃硝酸。在通風櫥中邊加熱邊攪拌至溶解。然後，加入30ml去離子水，得溶液A。稱取2mmolNa2WO42H2O，並溶於40ml去離子水，攪拌至溶解，得溶液B。邊攪拌邊將溶液B滴加入溶液A，得到乳濁液。用4mol/LNaOH溶液調節乳濁液至pH5-6，繼續攪拌15min。
3、將乳濁液裝入高壓釜中，體積填充比例80%左右。密封后，放入烘箱中加熱至180℃，保溫12小時，自然冷卻至溫室；
4、將所得產物用去離子水和無水乙醇洗滌，乾燥即可得樣品。
5、粉體表征：
（1）用X射線粉末衍射儀記錄衍射譜，分析合成粉體的相組成。
（2）用掃描電子顯微鏡觀察並記錄粉體的顯微形貌。
（3）用F7000螢光分光光度計測定樣品的激發和發射光譜。
6、數據分析：
（1）螢光粉的晶體結構等信息。
（2）分析螢光粉的發光性能。
五、思考題
（1）固體材料的發光類型？
（2）光致發光材料有哪些應用？
篇三：夜光材料介紹
一、發光形式：
崇裕製造夜光發光顏料先吸收各種光能和熱能，轉換成能量儲存，然後於黑暗中以放光方式緩慢釋放能量，並可無限次數循環使用，對陽光及紫外光有較快的吸收效果。
二、基本型態：
崇裕製造夜光粉有長效型4色，普通型1色，可添加各色螢光劑調色，各色夜光粉可相互混合調色。
三、應用參考顏色：
崇裕製造夜光粉可利用螢光顏料、染料，調整發光前後的顏色，螢光劑添加比例約為夜光粉的的1%~5%，也可使用一般染、顏料調色，但會減低發光效果。
四、夜光粉材料型態及應用：
五、產品特性：
●崇裕製造長效型夜光粉，餘輝發光時間比普通型夜光粉多10倍以上，耐候性好，戶內、戶外都可使用。
●崇裕製造長效型夜光粉仗用的主要禁忌有三：
1.避免與水份接觸。
2.避免與金屬直接接觸。
3.避免高溫直接摩擦，普通型夜光粉則無此禁忌。
●崇裕製造長效型夜光粉比重為3.6，材料為稀土元素，材料本身無毒無害，不含放射性物質，吸光時間長，放光時間也長。
●普通型夜光粉比重為4.1，材料為硫化鋅：銅(ZnS:Cu)，吸光和放光時間較短。
●夜光粉可適用於顯示夜間物體、鐘錶、電話按鍵、按鈕、野外儀器或指示器、收音機、照相機、電影院座位號碼、交通指示牌、一般飾品、服裝製品、電源開關、釣魚器具、建築裝潢，消防緊急逃生系統辨識、軍事設備、運輸工具使用……等等。
六、在塗料與網印油墨應用注意事項：
●使用中性或弱鹼性透明樹脂。
●避免用金屬容器裝置，儲存時間長短，取決於水分含量多寡，它會吸收空氣中之水份，應注意防潮，濕氣太重會變白，結成石更塊。
●為減少夜光塗料中，夜光粉沉澱的問題，須使用高黏度樹脂，並添加防沉劑，使用前需攪拌均勻，可用稀釋劑來調整黏度，不可使用重金屬化合物做添加劑。
●印刷背景使用白色或反光色係為主，可提高所印圖案的亮度與發光時間。
●網版印刷，為取得更好的發光效果，建議網目為80~120目為最理想。
●塗料與油墨塗層厚度最好大於100，如果可達到130~150，其效果最佳，(用80目絲網印，兩遍即可達到此厚度)。
●夜光粉建議用量為總重量10%~60%，使用量越多發光效果越好。
●依據不同印刷素材，選擇不同類型的透明基材，如印金屬材質，就要選擇金屬專用之油墨，如印PVC素材，就要選擇PVC專用之油墨，透明度越高效果越好。
●如需要使用水性塗料與油墨，夜光粉須經由特殊微膠囊包裹處理。
七、塑料射出、押出應用注意事項：
●夜光粉可與各種類型之塑料射出、押出如：PP、PE、PVC、PU、PS、ABS、TPR、EVA、尼龍、壓克力等。
●夜光粉直接射出時，應加入適量白蠟油、滑劑等助劑，使夜光粉更能與塑料均勻結合，最好使用色母粒，分散會更為均勻，色母粒使用前需充分乾燥。
●塑料素材之底色以淺色、螢光色或透明色係為主，其發光效果較為良好。
●塑料射出時，夜光粉建議用量為總重量之1.0%~20%，發光效果會因厚度、顏色而有所不同。
篇一：螢光材料文獻綜述
一、螢光材料的種類與特性
總的說來，螢光材料分有機螢光材料和無機螢光材料。
有機螢光材料又有有機小分子發光材料和有機高分子光學材料之分。有機小分子螢光材料種類繁多，它們多帶有共軛雜環及各種生色團，結構易於調整，通過引入烯鍵、苯環等不飽和基團及各種生色團來改變其共軛長度，從而使化合物光電性質發生變化。如惡二唑及其衍生物類，xx及其衍生物類，羅丹明及其衍生物類，香豆素類衍生物，1,8-萘醯亞胺類衍生物，吡唑啉衍生物，三苯胺類衍生物，卟啉類化合物，咔唑、吡嗪、噻唑類衍生物，苝類衍生物等。它們廣泛應用於光學電子器件、DNA診斷、光化學傳感器、染料、螢光增白劑、螢光塗料、雷射染料[7]、有機電致發光器件(ELD)等方面。但是小分子發光材料在固態下易發生螢光猝滅現象，一般摻雜方法製成的器件又容易聚集結晶，器件壽命下降。因此眾多的科研工作者一方面致力於小分子的研究，另一方面尋找性能更好的發光材料，高分子發光材料就應運而生了。
有機高分子光學材料通常分為三類：(1)側鏈型：小分子發光基團掛接在高分子側鏈上，(2)全共軛主鏈型：整個分子均為一個大的共軛高分子體系，(3)部分共軛主鏈型：發光中心在主鏈上，但發光中心之間相互隔開沒有形成一個共軛體系。目前所研究的高分子發光材料主要是共軛聚合物，如聚苯、聚噻吩、聚芴、聚三苯基胺及其衍生物等。還有聚三苯基胺，聚咔唑，聚吡咯，聚卟啉[8]及其衍生物、共聚物等，目前研究得也比較多。
常見的無機螢光材料有硫化物系螢光材料、鋁酸鹽系螢光材料、氧化物系螢光材料及稀土螢光材料等。
鹼土金屬硫化物體系是一類用途廣泛的發光基質材料[8211]。二價銪摻雜的CaS及SrS可以被藍光有效激發而發射出紅光,因而可用作藍光LED晶片的白光LED的紅色成分,可製造較低色溫的白光LED,其顯色性明顯得到改善,目前使用的紅粉硫化物體系主要是(Ca1-X,SrX)S:Eu2+體系,在藍區寬頻激發,紅區寬頻發射。通過改變Ca2+的摻雜量,可使發射峰在609～647nm間移動。共摻雜Er3+,Tb3+,Ce3+等可增強紅光發射。
鋁酸鹽系螢光材料中SrAl2O4,CaAl2O4,BaAl2O4為常用的發光基質。例如，Sr3A12O6是一種新型紅色螢光粉,它的激發峰位於460～470nm範圍內,是與主峰為465nm的藍光LED晶片相匹配的紅色螢光材料。劉閣等[31]利用水熱沉澱法合成了Sr3A12O6。通過對其純相粉末的螢光性質的研究,發現該螢光粉樣品的最大激發峰位於459nm波長處且在415nm波長處有一小的激發峰。而樣品的發射帶落在615～683nm的波長範圍內,其中最大發射峰的波長位於655nm處,表明在459nm波長的光激發下,樣品能夠發出紅色光。
氧化物螢光材料在螢光粉中的應用較多。如，以ZnO作為基質合成的紅色螢光材料穩定性很好。紅色螢光材料ZnO:Eu,Li和ZnO:Li+的最大激發峰範圍都在340～370nm範圍內,與365～370nm紫光LED晶片的發射峰大部分相交,因而適用於三基色白光LED製造。
稀土離子因其具有特殊的電子結構和成鍵特徵，故能表現出獨特的螢光性質，而通過與配體的作用，又可以在很大程度上增強它的螢光強度，因此稀土配合物的研究為螢光材料分子的設計提供了廣闊的前景。近些年來，人們分別從製備與表征方面對鑭系螢光材料進行了比較多的研究。
二、無機螢光材料的一般製備方法
為了使螢光材料具備優秀的螢光性能，無機螢光體通常製成納米螢光材料。納米材料的製備方法有固相法、氣相法、液相法、以及結合其它多種製備手段的混合法。
固相法是通過固相到固相的變化來製造粉體，物質的微粉化機理大致可分為如下兩類，一類是將大塊物質極細地分割的方法，常用的是機械球磨法、溶出法；另一類是將最小單位(分子或原子)組合的方法，常用的是固相反應法、火花放電法、熱分解法。
氣相法是直接利用氣體或者通過各種手段將物質變成氣體，是指在氣體狀態下發生物理變化或化學反應，最後在冷卻過程中凝聚長大形成納米顆粒的方法。大致可分為：化學氣相反應法、氣體中蒸發．凝結法等。
液相法是製備各種氧化物納米粉體最主要的方法，其特點是該方法從均相的溶液出發，通過各種途徑使溶質與溶劑分離，溶質形成一定形狀和大小的顆粒，得到所需材料的前驅體，熱解後得到納米微粒。主要的製備方法有下述幾種：(1)沉澱法指包含一種或多種離子的可溶性鹽溶液，當加入沉澱劑後，於一定溫度下使溶液發生水解，形成不溶性的氫氧化物、水合氧化物或鹽類從溶液中析出，將溶劑和溶液中原有的陰離子洗去，經熱解或脫水即得到所需的氧化物粉料。(2)水解法有醇鹽水解法和無機鹽水解法。前者是利用醇鹽能溶於有機溶劑並可能發生水解，生成氫氧化物或氧化物沉澱的特性，製備超細材料的一種方法。(3)溶膠凝膠法包括溶膠的製備和溶膠一凝膠轉化兩個過程。它是指以無機鹽或金屬醇鹽為前驅物，經水解縮聚逐漸凝膠化及相應的熱處理而得到氧化物或其他化合物固體的方法。(4)水熱法水熱法是在高溫高壓下的水溶液或蒸汽等流體中合成物質，再經分離和熱處理得到納米微粒．(5)溶劑熱法溶劑熱法與水熱法的不同是前者的反應介質多為非水的有機溶劑。由於有機溶劑種類繁多，性質差異很大，為合成提供了更多的選擇機會。(6)噴霧熱解法它是通過加熱分解金屬鹽溶液如硝酸鹽、乙酸鹽、甲酸鹽而獲得金屬氧化物超細粉末的一種常用方法。(7)微乳液法該法是利用兩種互不相溶的溶劑在表面活性劑的作用下形成一個均勻的微乳液，從微乳液中析出固相，這樣可使成核、生長、聚結、團聚等過程局限在一個微小的液滴內，從而形成納米顆粒，又避免了顆粒之間進一步團聚。
三、鑭系釩酸鹽螢光材料的製備
前面提到的納米材料的製備方法中常用於鑭系釩酸鹽螢光材料製備的有沉澱法、熔融鹽法、溶膠一凝膠法、溶劑熱法、水熱法。
1、沉澱法
羅紅霞、郭佳以沉澱法合成了m-和t-LaVO4:Eu3+。在不使用任何添加劑的條件下，通過控制pH值，用沉澱法在溫室下選擇性合成了m-與t-LaVO4:Eu3+，考
察了樣品的發光性質，並與水熱所制的樣品的光之發光性質進行了比較。結果表明，樣品在280nm光源激發下可發射600-620nm的紅光，t-LaVO4:Eu3+發光強度遠遠大於m-LaVO4:Eu3+；pH值在6-9範圍內，沉澱法與水熱法都可以合成純相t-LaVO4:Eu3+；在相同pH值條件下，180℃水熱2h比沉澱法陳化2h所製備樣品發光強度高。
2、熔融鹽法
山東大學碩士張娟以熔融鹽法合成LaVO4基納米材料。在熔鹽中保溫30分鐘所得樣品的XRD圖的衍射峰基本與JCPDS卡片50—0367一致，但在20=23和20=32處有雜峰，這說明所得產物為單斜相結構的LaV04，同時含有微量多釩氧化物雜質。隨著反應時間從半個小時延長到三個小時，衍射峰位置、強度沒有明顯變化，但相對變得稍尖銳，說明反應時間對產物LaV04影響較小，產物顆粒粒徑隨反應時間延長略有增大。在3500C反應兩小時即可獲得單斜結構LaV04，而產物結晶度較低。
3、溶膠一凝膠法
張洪武、付曉燕等採用絡合溶膠,凝膠法製備了系列納米發光材料LnVO4:En（Ln=La，Gd，Y）通過對三種釩基發光材料的'結構以及光譜進行研究發現，GdVO4：Eu和YVO4:Eu為四方晶系對稱性高，而O4：Eu是獨居石結構，單斜晶系，是九配位，稀土離子屬於對稱性較低的C2對稱，因而其紅外光譜，吸收光譜和發射光譜與GdVO4：Eu、YVO4:Eu有明顯的不同，出現峰的寬化以及數目增多等現像。
4、溶劑熱法
劉國聰、董輝等以的溶劑熱法合成銪摻雜釩酸鑭納米棒，160。CT成功合成了Eu3+摻雜LaVO4納米棒．用x射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)和光致發光(PL)等技術時樣品進行表征．XRD和TEM測試結果說明LaVO4：Eu3+納米棒是純鋯石型四方相結構、晶體結構均勻、沒有缺陷，通過調節溶液pH和反應時間能夠控制LaVO4：Eu3+納米的定向組裝和晶體生長．PL光譜顯示Eu3+摻雜可以顯著提高LaVO4納米棒的螢光性能。
5、水熱模板法
劉鳳珍、邵鑫等以硝酸啞鈰和原釩酸鈉為原料，採用水熱和模板導內結合的方法製備出了晶形規襤的釩酸鈰納米棒。探討了模板劑、pH值和水熱時閱等因素對產物形貌和結構的影響，並用XRD，SEM，TEM等對產物的物相、結構和形貌進行了表征。結果表明，製備的產物為純凈的單一體心四方結構的釩酸鈰納米棒。其長度為l一2um，徑向尺寸分布為30—50nm。製備釩酸鈰納米棒的最佳，I：藝參數為：以EDTA為模板劑、水熱溫度為180℃、pH值為9、水熱時間為24h。模板劑、pH值和水熱反應時間對製備CeV04納米棒有著非常重要的影響。EDTA的加入能夠促進釩酸鈰納米微粒的形核；pH值影響粒子的聚集狀態；水熱時問的延長有利於製備結品性能更好的釩酸鈰納米微粒。
王念，陳文以Na2EDTA為模板導向刺。利用水熱法成功合成了單晶CeVQ納米棒．使用X射線衍射儀（XRD）、透射電鏡(TEM)、高分辨透射電鏡(HRTEM)和超導量子磁強計(SQUID)等對產物的結構和磁學性能進行了表征。結果表明。產物為CeV04納米棒，其長度為600nm左右，直徑為80nm左右。研究發現，模板荊Na2EDTA和生長溶液的pH值決定著CeVO4,納米晶體的形貌與生長機制。進一步對CeVO4納米棒的磁性進行研究，表明在低溫下，由於受到CeVO4,納米晶體的尺寸效應和Ce離子4f電子的影響，CeVO4,納米晶體表現出明顯的超順磁性，而強烈的一維各向異性和Eu3+摻雜則顯著提高了CeVO4納米棒的磁性能。
劉國聰，李海斌等在弱鹼性溶液中，採用改進的水熱法合成魚骨狀LaVO4和LaV04：Eu3+納米晶體。用x射線衍射、透射電鏡、高分辨透射電鏡、紫外一可見光和螢光光譜(PL)研究樣品的結構和發光性能，並探討溶液pH值、反應時間和反應溫度對產品形貌和顆粒大小的影響。結果說明：前驅體溶液的pH值對產品形貌起關鍵作用，而反應時間和溫度僅改變產品顆粒的尺寸；水熱反應有助於魚骨狀LaV04：Eu3+晶體從單斜獨居石型結構向四方鋯石型的轉變，而摻雜Eu3+的LaV04的晶格對稱性下降，而其螢光性卻得到加強。
四、本課題LaVO4螢光材料製備方法的選定
充分考慮到各種製備方法的難易程度、產品品質、能耗、污染程度等方面，最終決定選擇水熱法製備此材料。
1、水熱法基本原理
水熱法是利用高溫高壓的水溶液使那些在大氣條件下不溶或難溶的的物質溶解，或反應生成該物質的溶解產物，通過控制高壓釜內溶液的溫差使產生對流以形成過飽和狀態而析出生長晶體的方法。
自然界熱液成礦就是在一定的溫度和壓力下，成礦熱液中成礦物質從溶液中析出的過程。水熱法合成寶石就是模擬自然界熱液成礦過程中晶體的生長。
2、水熱法的優點
1）合成的晶體具有晶面，熱應力較小，內部缺陷少。其包裹體與天然寶石的十分相近。
2）水熱法生產的特點是粒子純度高、分散性好、晶形好且可控制,生產成本低。
3）用水熱法製備的粉體一般無需燒結,這就可以避免在燒結過程中晶粒會長大而且雜質容易混入等缺點。影響水熱合成的因素有:溫度的高低、升溫速度、攪拌速度以及反應時間等。
五、關於改性與表征
目前，LaVO4螢光材料的主要改性方法為參雜。
本實驗從利用XRD，TEM等多種分析手段綜合分析LaVO4螢光材料的物相結構、形貌特徵，探討形成機理。利用UV-vis，FL等手段探討LaVO4螢光材料的光學性能及機理。
篇二：螢光材料的製備及其性能測定
一、實驗目的
1、掌握螢光材料的概念及應用；
2、熟練掌握水熱法的製備過程及操作；
3、了解固體的發光過程。
二、實驗原理
1、螢光粉簡介
發光」即Luminescence一詞作為一個技術名詞，是專指一種特殊的光發射現象，它與熱輻射有根本的區別。溫度在絕對零度以上的任何物體都有熱輻射。物體的溫度達到500℃以上時，輻射的可見部分就夠強了，例如燒紅了的鐵，電燈泡中的燈絲等等。發光則是疊加在熱輻射之上的一種光發射。發光材料能夠發出明亮的光，（例如日光燈內螢光粉的發光），而它的溫度卻比室溫高不了多少。因此發光有時也被稱為「冷光」．熱輻射是一種平衡輻射。它基本上只與溫度有關而與物質的種類無關。發光則是一種非平衡輻射，反映著發光物質的特徵。
激發方式有以下幾種：
光致發光(Photoluminescence)，簡寫為PL。這是用光激發產生的發光。它的最廣泛而又重要的兩種應用是固體雷射器和日光燈，也就是作為光源。
陰極射線發光(Cathodoluminescence)，簡寫為CL。這是電子束激發的發光。最常見的應用是電視顯像屏，當然還包括計算機、電子顯微鏡和各式各樣電子儀器的顯示屏。
電致發光(Electroluminescence)，EL。用電場或電流產生的發光，最初譯成場致發光，故現在仍有很多人使用這個名詞。發光二極體(LEDlightemittingdiode)發射的光就是半導體的電致發光，它利用電流通過PN結而發光。
放射線發光(Radioluminescence)，RL。這是各種射線如α、β、γ等核輻射以及X射線激發的發光。X射線發光的眾所周知的應用就是醫用的X光透視屏和攝像增感屏。
還有化學發光(Chemiluminescence)，生物發光(Bioluminescence)，摩擦發光(Triboluminescence)，聲致發光(Sonoluminescence)，等等。
YW2O6(OH)3是一種新型鎢酸鹽，礦物學家稱之為釔鎢華，屬單斜晶系。由於稀土離子之間的電價、離子半徑等性質的相似性，可以用其它離子置換Y離
子，達到摻雜的目的。一般情況下，摻雜Eu或Tb的螢光粉，分別發紅光和綠光。本實驗將採用水熱法，在pH=6、180℃下水熱24小時，製備Y1-xEuxW2O4(OH)3（Re=Eu,Tb）螢光粉。
三、試劑與儀器
1、試劑：Na2WO42H2O（AR），Y2O（，Tb4O7（99.99%），Eu2O3（99.99%），399.99%）
NaOH（AR），濃HNO3。
2、儀器：精密電子天平，水熱釜，烘箱，磁力攪拌器，離心機，X射線粉末衍射儀，螢光光譜儀。
四、實驗步驟
1、確定要製備螢光粉中摻雜的稀土元素（Eu，Tb），及摻雜的量（x），最終確定了螢光粉的化學式：Y1-xEuxW2O4(OH)3。
2、按照1mmolY1-xEuxW2O4(OH)3螢光粉產量稱取所用試劑。過程如下：按化學計量比稱量稀土氧化物，加10ml去離子水和10滴濃硝酸。在通風櫥中邊加熱邊攪拌至溶解。然後，加入30ml去離子水，得溶液A。稱取2mmolNa2WO42H2O，並溶於40ml去離子水，攪拌至溶解，得溶液B。邊攪拌邊將溶液B滴加入溶液A，得到乳濁液。用4mol/LNaOH溶液調節乳濁液至pH5-6，繼續攪拌15min。
3、將乳濁液裝入高壓釜中，體積填充比例80%左右。密封后，放入烘箱中加熱至180℃，保溫12小時，自然冷卻至溫室；
4、將所得產物用去離子水和無水乙醇洗滌，乾燥即可得樣品。
5、粉體表征：
（1）用X射線粉末衍射儀記錄衍射譜，分析合成粉體的相組成。
（2）用掃描電子顯微鏡觀察並記錄粉體的顯微形貌。
（3）用F7000螢光分光光度計測定樣品的激發和發射光譜。
6、數據分析：
（1）螢光粉的晶體結構等信息。
（2）分析螢光粉的發光性能。
五、思考題
（1）固體材料的發光類型？
（2）光致發光材料有哪些應用？
篇三：夜光材料介紹
一、發光形式：
崇裕製造夜光發光顏料先吸收各種光能和熱能，轉換成能量儲存，然後於黑暗中以放光方式緩慢釋放能量，並可無限次數循環使用，對陽光及紫外光有較快的吸收效果。
二、基本型態：
崇裕製造夜光粉有長效型4色，普通型1色，可添加各色螢光劑調色，各色夜光粉可相互混合調色。
三、應用參考顏色：
崇裕製造夜光粉可利用螢光顏料、染料，調整發光前後的顏色，螢光劑添加比例約為夜光粉的的1%~5%，也可使用一般染、顏料調色，但會減低發光效果。
四、夜光粉材料型態及應用：
五、產品特性：
●崇裕製造長效型夜光粉，餘輝發光時間比普通型夜光粉多10倍以上，耐候性好，戶內、戶外都可使用。
●崇裕製造長效型夜光粉仗用的主要禁忌有三：
1.避免與水份接觸。
2.避免與金屬直接接觸。
3.避免高溫直接摩擦，普通型夜光粉則無此禁忌。
●崇裕製造長效型夜光粉比重為3.6，材料為稀土元素，材料本身無毒無害，不含放射性物質，吸光時間長，放光時間也長。
●普通型夜光粉比重為4.1，材料為硫化鋅：銅(ZnS:Cu)，吸光和放光時間較短。
●夜光粉可適用於顯示夜間物體、鐘錶、電話按鍵、按鈕、野外儀器或指示器、收音機、照相機、電影院座位號碼、交通指示牌、一般飾品、服裝製品、電源開關、釣魚器具、建築裝潢，消防緊急逃生系統辨識、軍事設備、運輸工具使用……等等。
六、在塗料與網印油墨應用注意事項：
●使用中性或弱鹼性透明樹脂。
●避免用金屬容器裝置，儲存時間長短，取決於水分含量多寡，它會吸收空氣中之水份，應注意防潮，濕氣太重會變白，結成石更塊。
●為減少夜光塗料中，夜光粉沉澱的問題，須使用高黏度樹脂，並添加防沉劑，使用前需攪拌均勻，可用稀釋劑來調整黏度，不可使用重金屬化合物做添加劑。
●印刷背景使用白色或反光色係為主，可提高所印圖案的亮度與發光時間。
●網版印刷，為取得更好的發光效果，建議網目為80~120目為最理想。
●塗料與油墨塗層厚度最好大於100，如果可達到130~150，其效果最佳，(用80目絲網印，兩遍即可達到此厚度)。
●夜光粉建議用量為總重量10%~60%，使用量越多發光效果越好。
●依據不同印刷素材，選擇不同類型的透明基材，如印金屬材質，就要選擇金屬專用之油墨，如印PVC素材，就要選擇PVC專用之油墨，透明度越高效果越好。
●如需要使用水性塗料與油墨，夜光粉須經由特殊微膠囊包裹處理。
七、塑料射出、押出應用注意事項：
●夜光粉可與各種類型之塑料射出、押出如：PP、PE、PVC、PU、PS、ABS、TPR、EVA、尼龍、壓克力等。
●夜光粉直接射出時，應加入適量白蠟油、滑劑等助劑，使夜光粉更能與塑料均勻結合，最好使用色母粒，分散會更為均勻，色母粒使用前需充分乾燥。
●塑料素材之底色以淺色、螢光色或透明色係為主，其發光效果較為良好。
●塑料射出時，夜光粉建議用量為總重量之1.0%~20%，發光效果會因厚度、顏色而有所不同。
收藏