硫氧化钇和铝酸镧白色长余辉材料的研究

稀土长余辉发光材料是一类光致储能功能材料，广泛应用于弱光照明、应急指示、建筑装饰、工艺美术、信息存储和高能射线探测等领域。现有可见光区的稀土长余辉材料主要分为蓝色、黄绿色和红色发光材料，蓝色和黄绿色的发光亮度和余辉时间等发光性能已达到实际应用的需要，并已实现工业化生产。近年来红色发光材料也取得了较大的进展，其余辉发光时间也能达到90 min。然而，到目前为止，还没有白色长余辉材料被应用。这是因为白光为复合光，随着时间的变化，不同颜色光的衰减曲线是不同的，从而很难获得长时间的白光。最新研究表明，衰减曲线是由陷阱的特性决定的，因此，从同一发光中心发出的不同颜色的光具有相同的衰减曲线，这样可获得长时间的白光。本文采用高温固相法合成了性能较为优良的Y2O2S:Tb3+,Dy3+白色长余辉材料和LaAlO3:Tb3+,Dy3+白色长余辉材料。 采用传统的高温固相反应合成了Y2O2S:Tb3+,Dy3+,Sr2+,Zr4+长余辉发光材料，用Hitachi F-4500荧光光谱仪记录其激发、发射光谱和余辉衰减曲线，由北师大OPT2003Q长余辉测定系统测量样品的余辉时间(到人眼的最小分辨率0.32 mcd/m2)为12 min，照射光源为CHG-200紫外照射装置。产物经XRD鉴定，结果经过与JCPDS标准卡片(卡片号24-1424)对照，证实产物均为单相的硫氧化钇。实验通过改变反应温度、时间、激活剂的用量和电荷补偿剂的量，找到最佳的合成条件，并对基质进行掺杂，结果表明掺杂Lu的浓度为10%时，产物的发光强度增大，长余辉时间也有所增加。当掺杂30% Al时，余辉时间也有所延长。对于La2O2S:Tb3+,Dy3+体系，余辉时间是Y2O2S:Tb3+,Dy3+的两倍。 采用高温固相反应合成了LaAlO3:Tb3+,Dy3+,Sr2+,Zr4+长余辉发光材料，并首次在铝酸盐体系中实现白色长余辉发光，其余辉时间为71 min。产物经XRD鉴定，证实产物均为单相的铝酸镧。实验通过改变反应温度、时间、激活剂的用量和电荷补偿剂的量，找到最佳的合成条件，并对基质进行掺杂，结果表明掺杂Y、Lu、Gd均不同程度的降低了基质的余辉性能。