熒光材料文獻(xiàn)綜述(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、熒光材料的種類與特性總的說來，熒光材料分有機(jī)熒光材料和無機(jī)熒光材料。有機(jī)熒光材料又有有機(jī)小分子發(fā)光材料和有機(jī)高分子光學(xué)材料之分。有機(jī)小分子熒光材料種類繁多，它們多帶有共軛雜環(huán)及各種生色團(tuán)，結(jié)構(gòu)易于調(diào)整，通過引入烯鍵、苯環(huán)等不飽和基團(tuán)及各種生色團(tuán)來改變其共軛長(zhǎng)度，從而使化合物光電性質(zhì)發(fā)生變化。如惡二唑及其衍生物類，三唑及其衍生物類，羅丹明及其衍生物類，香豆素類衍生物，1,8-萘酰亞胺類衍生物，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(yīng)用于光學(xué)電子器件、DNA診斷、光化學(xué)傳感器、染料、熒光增白劑、熒光涂料、激光染料7

2、、有機(jī)電致發(fā)光器件(ELD)等方面。但是小分子發(fā)光材料在固態(tài)下易發(fā)生熒光猝滅現(xiàn)象，一般摻雜方法制成的器件又容易聚集結(jié)晶，器件壽命下降。因此眾多的科研工作者一方面致力于小分子的研究，另一方面尋找性能更好的發(fā)光材料，高分子發(fā)光材料就應(yīng)運(yùn)而生了。 有機(jī)高分子光學(xué)材料通常分為三類：(1) 側(cè)鏈型：小分子發(fā)光基團(tuán)掛接在高分子側(cè)鏈上，(2) 全共軛主鏈型：整個(gè)分子均為一個(gè)大的共軛高分子體系，(3) 部分共軛主鏈型：發(fā)光中心在主鏈上，但發(fā)光中心之間相互隔開沒有形成一個(gè)共軛體系。目前所研究的高分子發(fā)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

3、其衍生物、共聚物等，目前研究得也比較多。 常見的無機(jī)熒光材料有硫化物系熒光材料、鋁酸鹽系熒光材料、氧化物系熒光材料及稀土熒光材料等。堿土金屬硫化物體系是一類用途廣泛的發(fā)光基質(zhì)材料8211 。二價(jià)銪摻雜的CaS 及SrS 可以被藍(lán)光有效激發(fā)而發(fā)射出紅光,因而可用作藍(lán)光L ED 晶片的白光L ED 的紅色成分,可制造較低色溫的白光L ED ,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(lán)區(qū)寬帶激發(fā),紅區(qū)寬帶發(fā)射。通過改變Ca2+ 的摻雜量,可使發(fā)射峰在609647 nm 間移動(dòng)。共摻雜Er3 + , Tb3 + ,Ce3 +等可增強(qiáng)紅光

4、發(fā)射。 鋁酸鹽系熒光材料中SrAl2O4, CaAl2O4, BaAl2O4為常用的發(fā)光基質(zhì)。 例如，Sr3A12O6 是一種新型紅色熒光粉,它的激發(fā)峰位于460470nm 范圍內(nèi),是與主峰為465nm 的藍(lán)光L ED 晶片相匹配的紅色熒光材料。劉閣等31 利用水熱沉淀法合成了Sr3A12O6 。通過對(duì)其純相粉末的熒光性質(zhì)的研究,發(fā)現(xiàn)該熒光粉樣品的最大激發(fā)峰位于459nm 波長(zhǎng)處且在415nm 波長(zhǎng)處有一小的激發(fā)峰。而樣品的發(fā)射帶落在615683nm 的波長(zhǎng)范圍內(nèi), 其中最大發(fā)射峰的波長(zhǎng)位于655nm 處, 表明在459nm 波長(zhǎng)的光激發(fā)下,樣品能夠發(fā)出紅色光。氧化物熒光材料在熒光粉中的應(yīng)用較

5、多。如，以ZnO 作為基質(zhì)合成的紅色熒光材料穩(wěn)定性很好。紅色熒光材料ZnO : Eu ,Li 和ZnO :Li + 的最大激發(fā)峰范圍都在340370nm 范圍內(nèi),與365370nm 紫光L ED 晶片的發(fā)射峰大部分相交,因而適用于三基色白光L ED 制造。稀土離子因其具有特殊的電子結(jié)構(gòu)和成鍵特征，故能表現(xiàn)出獨(dú)特的熒光性質(zhì)，而通過與配體的作用，又可以在很大程度上增強(qiáng)它的熒光強(qiáng)度，因此稀土配合物的研究為熒光材料分子的設(shè)計(jì)提供了廣闊的前景。近些年來，人們分別從制備與表征方面對(duì)鑭系熒光材料進(jìn)行了比較多的研究。二、無機(jī)熒光材料的一般制備方法為了使熒光材料具備優(yōu)秀的熒光性能，無機(jī)熒光體通常制成納米熒光材料

6、。納米材料的制備方法有固相法、氣相法、液相法、以及結(jié)合其它多種制備手段的混合法。固相法是通過固相到固相的變化來制造粉體，物質(zhì)的微粉化機(jī)理大致可分為如下兩類，一類是將大塊物質(zhì)極細(xì)地分割的方法，常用的是機(jī)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(yīng)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(zhì)變成氣體，是指在氣體狀態(tài)下發(fā)生物理變化或化學(xué)反應(yīng)，最后在冷卻過程中凝聚長(zhǎng)大形成納米顆粒的方法。大致可分為：化學(xué)氣相反應(yīng)法、氣體中蒸發(fā)凝結(jié)法等。液相法是制備各種氧化物納米粉體最主要的方法，其特點(diǎn)是該方法從均相的溶液出發(fā)，通過各種途徑使溶質(zhì)與溶劑分離，溶質(zhì)形

7、成一定形狀和大小的顆粒，得到所需材料的前驅(qū)體，熱解后得到納米微粒。主要的制備方法有下述幾種：(1)沉淀法指包含一種或多種離子的可溶性鹽溶液，當(dāng)加入沉淀劑后，于一定溫度下使溶液發(fā)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(jīng)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(jī)鹽水解法。前者是利用醇鹽能溶于有機(jī)溶劑并可能發(fā)生水解，生成氫氧化物或氧化物沉淀的特性，制備超細(xì)材料的一種方法。(3)溶膠凝膠法包括溶膠的制備和溶膠一凝膠轉(zhuǎn)化兩個(gè)過程。它是指以無機(jī)鹽或金屬醇鹽為前驅(qū)物，經(jīng)水解縮聚逐漸凝膠化及相應(yīng)的熱處理而得到氧化物或其他化合物固體的方

8、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(zhì)，再經(jīng)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(yīng)介質(zhì)多為非水的有機(jī)溶劑。由于有機(jī)溶劑種類繁多，性質(zhì)差異很大，為合成提供了更多的選擇機(jī)會(huì)。(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(xì)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(gè)均勻的微乳液，從微乳液中析出固相，這樣可使成核、生長(zhǎng)、聚結(jié)、團(tuán)聚等過程局限在一個(gè)微小的液滴內(nèi)，從而形成納米顆粒，又避免了顆粒之間進(jìn)一步團(tuán)聚。三、鑭系釩酸鹽熒光材料的制備前面提到的納米材料的制

9、備方法中常用于鑭系釩酸鹽熒光材料制備的有沉淀法、熔融鹽法、溶膠一凝膠法、溶劑熱法、水熱法。1、沉淀法羅紅霞、郭佳以沉淀法合成了m-和t-LaVO4:Eu3+。在不使用任何添加劑的條件下，通過控制pH值，用沉淀法在溫室下選擇性合成了m-與t- LaVO4:Eu3+，考察了樣品的發(fā)光性質(zhì)，并與水熱所制的樣品的光之發(fā)光性質(zhì)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，樣品在280nm光源激發(fā)下可發(fā)射600-620nm的紅光，t-LaVO4:Eu3+發(fā)光強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于m- LaVO4:Eu3+；pH值在6-9范圍內(nèi)，沉淀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比沉淀法陳化2h所制備樣

10、品發(fā)光強(qiáng)度高。2、熔融鹽法山東大學(xué)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500367一致，但在20=23和20=32處有雜峰，這說明所得產(chǎn)物為單斜相結(jié)構(gòu)的LaV04，同時(shí)含有微量多釩氧化物雜質(zhì)。隨著反應(yīng)時(shí)間從半個(gè)小時(shí)延長(zhǎng)到三個(gè)小時(shí)，衍射峰位置、強(qiáng)度沒有明顯變化，但相對(duì)變得稍尖銳，說明反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物L(fēng)aV04影響較小，產(chǎn)物顆粒粒徑隨反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)略有增大。在3500C反應(yīng)兩小時(shí)即可獲得單斜結(jié)構(gòu)LaV04，而產(chǎn)物結(jié)晶度較低。3、溶膠一凝膠法張洪武、付曉燕等采用絡(luò)合溶膠,凝膠法制備了系列納米發(fā)光材料LnVO4:En（Ln=La，G

11、d，Y）通過對(duì)三種釩基發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)以及光譜進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，GdVO4：Eu和YVO4:Eu為四方晶系對(duì)稱性高，而O4：Eu是獨(dú)居石結(jié)構(gòu)，單斜晶系，是九配位，稀土離子屬于對(duì)稱性較低的C2對(duì)稱，因而其紅外光譜，吸收光譜和發(fā)射光譜與GdVO4：Eu、YVO4:Eu有明顯的不同，出現(xiàn)峰的寬化以及數(shù)目增多等現(xiàn)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(fā)光(PL)等技術(shù)時(shí)樣品進(jìn)行表征XRD和TEM測(cè)試結(jié)果說明LaVO4：Eu3+納米棒是純鋯石型四方相結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)均勻、沒有缺陷，

12、通過調(diào)節(jié)溶液pH和反應(yīng)時(shí)間能夠控制LaVO4：Eu3+納米的定向組裝和晶體生長(zhǎng)PL光譜顯示Eu3+摻雜可以顯著提高LaVO4納米棒的熒光性能。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，采用水熱和模板導(dǎo)內(nèi)結(jié)合的方法制備出了晶形規(guī)襤的釩酸鈰納米棒。探討了模板劑、pH值和水熱時(shí)閱等因素對(duì)產(chǎn)物形貌和結(jié)構(gòu)的影響，并用XRD，SEM，TEM等對(duì)產(chǎn)物的物相、結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，制備的產(chǎn)物為純凈的單一體心四方結(jié)構(gòu)的釩酸鈰納米棒。其長(zhǎng)度為l一2 um，徑向尺寸分布為3050 nm。制備釩酸鈰納米棒的最佳，I：藝參數(shù)為：以EDTA為模板劑、水熱溫度為180、pH值為9、水熱時(shí)間為24 h

13、。模板劑、pH值和水熱反應(yīng)時(shí)間對(duì)制備CeV04納米棒有著非常重要的影響。EDTA的加入能夠促進(jìn)釩酸鈰納米微粒的形核；pH值影響粒子的聚集狀態(tài)；水熱時(shí)問的延長(zhǎng)有利于制備結(jié)品性能更好的釩酸鈰納米微粒。王念，陳文以Na2EDTA為模板導(dǎo)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(dǎo)量子磁強(qiáng)計(jì)(SQUID)等對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和磁學(xué)性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明。產(chǎn)物為CeV04納米棒，其長(zhǎng)度為600nm左右，直徑為80nm左右。研究發(fā)現(xiàn)，模板荊Na2EDTA和生長(zhǎng)溶液的pH值決定著CeVO4,納米晶體的形貌與生長(zhǎng)機(jī)制。進(jìn)一步對(duì)CeV

14、O4納米棒的磁性進(jìn)行研究，表明在低溫下，由于受到CeVO4,納米晶體的尺寸效應(yīng)和Ce離子4f電子的影響，CeVO4,納米晶體表現(xiàn)出明顯的超順磁性，而強(qiáng)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，李海斌等在弱堿性溶液中，采用改進(jìn)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、紫外一可見光和熒光光譜(PL)研究樣品的結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能，并探討溶液pH值、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)品形貌和顆粒大小的影響。結(jié)果說明：前驅(qū)體溶液的pH值對(duì)產(chǎn)品形貌起關(guān)鍵作用，而反應(yīng)時(shí)間和溫度僅改變產(chǎn)品顆粒的尺寸；水熱反應(yīng)有助于魚骨狀LaV04：E

15、u3+晶體從單斜獨(dú)居石型結(jié)構(gòu)向四方鋯石型的轉(zhuǎn)變，而摻雜Eu3+的LaV04的晶格對(duì)稱性下降，而其熒光性卻得到加強(qiáng)。四、本課題LaVO4熒光材料制備方法的選定充分考慮到各種制備方法的難易程度、產(chǎn)品品質(zhì)、能耗、污染程度等方面，最終決定選擇水熱法制備此材料。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(zhì)溶解，或反應(yīng)生成該物質(zhì)的溶解產(chǎn)物，通過控制高壓釜內(nèi)溶液的溫差使產(chǎn)生對(duì)流以形成過飽和狀態(tài)而析出生長(zhǎng)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(zhì)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(zhǎng)。2、水熱法的優(yōu)點(diǎn)1）合成的晶體具有晶面，熱應(yīng)力較小，內(nèi)部缺陷少。其包裹體與天然寶石的十分相近。2）水熱法生