发布时间 : 星期一 文章LaF3Eu3红色荧光粉的水热合成和荧光性能 - 图文更新完毕开始阅读b70c09872dc58bd63186bceb19e8b8f67c1ceff6
粒均容易团聚，而且样品未经过超声波分散），晶体形成之后不能得到较好的分散效果，大部分以面与面的接触平铺于一起，形成晶面接触形式的团聚情况，造成样品团聚情况的原因可能是由于样品存在一定的表面缺陷，致使晶体形成之后经由高温烘烤机械分散之后仍出现团聚的情况，说明以十六甲基二甲基溴化铵为修饰辅助合成制备的样品对其表面进行修饰之后并不能完美的对样品的分散体系进行直接的分散作用。由扫描的粒子直径可以直观准确的看出，晶体的粒径大致在30nm-50nm之间，平均粒径在40nm左右，所以，以简单的水热合成方法合成的LaF3:Eu3+晶体比较成功，但是晶粒峰分散性并不能有很好的效果，但是粒子晶型比较规整，边沿较清晰，晶格条纹呈60度角属于六方相晶系。样品具有很整齐晶格条纹。由此可知，经过SEM扫描电子显微镜测试所得结果符合XRD射线衍射所测试的结果相符合。
3.3 样品元素组成分析
能谱仪(EDS，Energy Dispersive Spectrometer)是用来对材料的微区成分元素
以及种类与含量分析，通常配合扫描电子显微镜与透射电子显微镜的使用。样品中各元素具有自己的特定的X射线波长，特征波长的大小则取决于能级跃迁过程中释放出的特征能量△E，能谱仪就是利用不同元素特定的X射线光子特征能量不同这一特点对样品的微量组分进行分析的。
FIntensity (a.u.)LaLaSiLaEuEuCOLaEu02468Energy (KeV)
图3 样品的X射线能谱仪图谱
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图3为样品的x射线选区能谱图。显然，样品包括C、O、F、Eu、Si、La等元素。其中La, Eu的含量明显高于其他元素的含量，这是由于LaF3作为晶体的基体原料，Eu3+为主要掺杂的稀土元素；C,O是由于样品中沾附有微量的乙醇及微量水分等； Si元素是扫描电镜选用的基底Si片所致。 由此可知，水热过程有利于铕掺杂氟化镧晶体的制备。
3.4样品的IR图谱分析
红外光谱是分析有机物分子中，通过对化学键或者是官能团中的原子处于不断振动的状态，其振动频率与红外光的振动频率相同时，分子中的原子或者是官能团对对其相同频率的红外光进行吸收，从而得出分子中含有何种官能团或化学键的信息。红外光谱对分析分子的化学键的组成有非常大的帮助。因此利用红外光谱分析LaF3：Eu3+晶体中存有其他化学物的官能团。
如图4为样品的红外光谱。
3+ A:180℃，24h,pH=7，Eu=5%，CTAB=0.25g3+B:160℃，24h,pH=7，Eu=7%，CTAB=0.15g3+C:160℃，24h,pH=7，Eu=3%，CTAB=0.15gAabsorbance/%B C4000350030002500wavenumber/cm-1200015001000
图4 样品的红外吸收光谱
图4中a、b、c分别是样品：（180℃，24h, pH=7，Eu3+=5%，CTAB=0.25g）、
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（160℃，24h，pH=7，Eu3+=7%，CTAB=0.15g）、（160℃，24h，pH=7，Eu3+=3%，CTAB=0.15g）时的三个红外图谱。在波数3493cm-1及1637cm-1处有较强的吸收峰，说明有-OH基团的伸缩振动和弯曲振动（羟基吸收峰），产生-OH伸缩振动的原因是制备样品时与洗涤样品时用无水乙醇为用料，因此此处为残余的乙醇的羟基吸收峰，并且样品具有较好的亲水性能，此处解析如下：对镧系离子而言，水是一种很强的配位体，在水溶液中制备镧系化合物时，镧系离子会首先与水分子生成水合络合物，生成的络合离子按一定的几何结构排列，它们与周围的其它自由水分子的结构不同对镧系离子起着保护作用，从而妨碍了其它离子与镧系离子结合[5]；同时在1388cm-1处也出现强烈的吸收峰，此处是-CH3的变形与-CH3反对称变形所产生的红外吸收，很少受到取代基的影响，且干扰少，是-CH3基团的特征吸收，这个峰形成的原因是CTAB存在-CH3基团残留在样品中。
3.6 LaF3:Eu3+的荧光性能
3.5.1 LaF3:Eu3+的室温荧光及其能级跃迁
图5为LaF3：Eu3+（5%，pH=5）样品经过洗涤干燥之后测得样品的激发光谱（a）（监控波长591 nm）及发射光谱（b）（λex =396nm）；图中样品的光谱带狭窄，因此样品具有纯度较高且有特定光谱带的红色色发光。
57F0→L6λex=591nm5D0→F17λem=396nmbIntensity(a.u)aF0→D4 5F0→G275D1→F0D1→F2F0→H6D0→F05D0→F277D0→F3F0→D3F0→D252503003504007Wavelangth(nm)15
450750055060065055D0→F475775755577700
图5 LaF3：Eu3+（5%，pH=5）的激发光谱（左）及发射光谱（右） 激发光谱的监控波长为λem=591nm，可见，当样品受到激发光照射时，样品的激发峰高点位于396 nm处，此处对应的Eu3+激发光谱为7F0→5L6的能级跃迁，
55由激发谱表明5D4能级处于374 nm，G6能级处于380 nm，G2能级处于 387 nm，5
L6能级处于398 nm，5D3能级处于416 nm，5D2能级处于466 nm处[6]。图4（b）
为LaF3：Eu3+纳米粒子的发射光谱，如图4所示，样品在500 nm-690 nm处均有明显的发射峰，此处对应的光波颜色主要为橙色以及红色光谱，其中主发射峰位于595nm处，对应的电子能级跃迁为6D0→7F1。由发射谱表面，5D1→7F0的能级跃迁C产生的发射光谱位于527 nm处，5D1→7F2能级跃迁产生的发射光谱位于560 nm处，5D0→7F0的能级跃迁产生的发射光谱位于580 nm处，5D0→7F2能级
5跃迁产生的发射光谱位于620 nm处，D0→7F3能级跃迁产生的发射光谱位于650
nm处，5D0→7F4能级跃迁产生的发射光谱位于785nm处，其中5D0→7F1跃迁属于磁偶极跃迁表明Eu3+处于LaF3晶体的反演对称性位置，其主峰的发射强度不受局部对称性影响。
3.5.2 pH对LaF3:Eu3+发光性能的影响
图6 为在不同pH（Eu3+=5%，140℃，24h）下制备的纳米晶体LaF3:Eu3+的激发光谱（λem = 591nm），图7 为在不同pH（Eu3+ = 5%，140℃，24h）下制备的纳米晶体LaF3:Eu3+的发射光谱（λex =396nm）。
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