白光LED用新型钼酸盐红色荧光粉的制备与性能研究

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本文是在前人的研究基础上,优化工艺,采用溶胶-凝胶法和共沉淀法制备出Eu3+单掺、Eu3+/Gd3+、Eu3+/Bi3+及Eu3+/Sm3+共掺,并添加碱金属离子Li+、Na+、K+作为电荷补偿离子,SrMoO4:Eu3+,M+(M=Li、Na、K)、CaMoO4:Eu3+,M3+(M=Sm、Bi)及CaMoO4:Eu3+,M3+,Li+(M=Sm、Bi)等红色荧光粉。利用SEM、XRD及光电测试系统对制备出的粉体的表面形貌、晶体结构及发光性能进行测试。同时,结合实验数据,并参考国内外的文献,对数据进行了分析,得出以下结论:首先,在最佳制备工艺的条件下,采用溶胶-凝胶法制备出了一系列MMoO4:Eu3+(M=Ca、Sr、Ba)钼酸盐红色荧光粉,考虑到Eu3+→M2+之间电荷不平衡,故引入碱金属离子(Li+、Na+、K+)作为电荷补偿剂;实验结果表明:采用该方法制备出的粉体均属于四方晶系白钨矿结构;在SrMoO4:Eu3+,M+(M=Li、Na、 K)样品中, Li+离子作为电荷补偿对粉体强度的提高最为明显;在MMoO4:Eu3+,Li (M=Ca、Sr、Ba)中,CaMoO4:Eu3+,Li+荧光粉发光强度最高,选择CaMoO4作为基质材料更有利;在395nm近紫外光激发下,CaMoO4:Eu3+,Li+的强度约是商用粉Y2O2S:Eu3+的2.1倍,这说明CaMoO4:Eu3+,Li+荧光粉比商用的Y2O2S:Eu3+更适用于近紫外光有效的激发。其次,采用共沉淀法制备出了Eu3+单掺和Eu3+/Gd3+共掺杂的SrMoO4钼酸盐荧光粉,确定了该方法的最佳制备工艺参数。结果表明:所有样品的主衍射峰均与标准卡片JCPDS08-0482相符,属于四方晶系结构;同时,确定了该实验方法的最佳制备条件:Eu3+的最佳掺量为0.25,Gd3+的最佳掺量为0.35;前躯体溶液pH=7,烧结温度800℃,沉淀剂最佳掺量为2.5mol。 SrMoO4:Eu3+,Gd3+和SrMoO4:Eu3+,Gd3+,Li+的强度约是商用的Y2O2S:Eu的1.8倍和2.5倍。最后,采用共沉淀法制备出了CaMoO4:Eu3+,M3+,Li+(M=Sm、Bi)这一系列的红色荧光粉,并分别进行了比较。测试结果显示:此类荧光粉的晶相均属于单一纯相四方晶系结构,空间群为I41/a (88);同时,确定了Sm3+的掺量为0.04,Bi3+的掺杂量为0.01;在395nm激发下,CaMoO4:Eu3+, Sm3+, Li+和CaMoO4:Eu3+,Bi3+, Li+粉体的强度分别是商用的Y2O2S:Eu3+的2.8倍和2.2倍,具有很高的商用应用价值。
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