Ce3+摻雜4YBO3—SiO2發(fā)光材料的制備及發(fā)光性質

姜偉　王喜貴

摘 要：實驗通過用溶膠-凝膠法制備了以4YBO3-SiO2摻雜Ce3+的藍色發(fā)光體，并采用激發(fā)和發(fā)射光譜分析研究了樣品的發(fā)光特性和該發(fā)光體所需的最佳摻雜濃度。樣品在426 nm波長的監(jiān)測下，最佳激發(fā)波長為366 nm，摻雜Ce3+的最佳物質的量濃度為6%.

關鍵詞：溶膠凝膠法；4YBO3-SiO2；Ce3+；發(fā)光材料

中圖分類號：O644.19 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.013

21世紀，稀土發(fā)光材料有很廣泛的應用，尤其是在節(jié)能燈、LED等領域。其中，摻雜Ce3+作為激活劑的藍色熒光粉是該領域中很重要的一方面。2009年，張琎等通過改變酸度，分析摻Ce硅酸鹽發(fā)光樣品的發(fā)光特性。2012年，喬蔭頗等制備了CaO-B2O3-SiO2：Ce/Tb/Sm的發(fā)光玻璃，但以4YBO3-SiO2為基質摻雜Ce3+的研究并未出現(xiàn)。本文用溶膠-凝膠法制得了Ce3+摻雜，以4YBO3-SiO2為復合基質的發(fā)光樣品，并研究了樣品的發(fā)光特性。

1 樣品的制備

樣品制備過程中基質的摩爾配比為：n（YBO3）∶n（SiO2）∶n（Ce3+）=4∶1∶x. 在燒杯中依次加入物質的量濃度為0.50 mol/L的硝酸釔溶液、物質的量濃度為0.50 mol/L的硼酸溶液、正硅酸乙酯和物質的量濃度為0.10 mol/L的 Ce（NO）3溶液，加入無水乙醇并控制總體積為90 mL；將混合的溶液攪拌120 min后移到培養(yǎng)皿中，并在室溫（約23 ℃）放置48 h；退火處理，退火溫度為900 ℃，退火時間為2 h，制成摻Ce3+的4YBO3-SiO2材料。

2 激發(fā)和發(fā)射光譜分析

圖1中的（a）為摻雜Ce3+的質量分數(shù)為6%（mol%）的4YBO3-SiO2發(fā)光樣品經(jīng)900 ℃退火處理后，在426 nm監(jiān)測波長下測得的激發(fā)光譜圖。從圖1中可見，366 nm處僅有1個激發(fā)峰，因此，選擇366 nm的紫外光作為最佳激發(fā)波長。

圖1中的（b）為Ce3+摻雜的質量分數(shù)為6%（mol%）的4YBO3-SiO2發(fā)光材料經(jīng)900℃退火處理后，以366 nm作為激發(fā)波長測得的發(fā)射光譜圖。從圖1中可見，426 nm處僅有1個激發(fā)峰，此峰所處的位置為藍光發(fā)射。

3 摻雜稀土離子的量對發(fā)光特性的影響

圖2為摻雜不同物質的量濃度的Ce3+的4YBO3-SiO2發(fā)光樣品經(jīng)900 ℃退火處理后，以366 nm作為激發(fā)波長得到的發(fā)射譜圖。從圖2中看以看出，樣品隨著Ce3+摻雜量的上升，其發(fā)光強度逐漸增大，Ce3+在4YBO3-SiO2基質中摻雜量為6%（mol%）時，藍色發(fā)射強度達到最大；繼續(xù)加大Ce3+的摻雜量，樣品出現(xiàn)濃度猝滅，樣品的發(fā)光強度開始減弱，因此，Ce3+的最佳摻雜量為6%（mol%）。

4 結束語

通過用溶膠-凝膠法制備出了Ce3+：4YBO3-SiO2的發(fā)光樣品。在激發(fā)和發(fā)射光譜的表征下，研究樣品的發(fā)光特性為：900 ℃退火處理的樣品在426 nm監(jiān)測波長下，測得的最佳激發(fā)波長為366 nm。Ce3+的摻雜量為6%時得到的樣品的藍色光性能最好。

參考文獻

[1]張琎，方敏，光善儀.不同酸度條件下?lián)紺e硅酸鹽介孔發(fā)光材料的制備及其發(fā)光性能研究[J].安徽化工，2009，35（3）：14-16.

〔編輯：張思楠〕