化學(xué)工程工藝

中期考核稀土摻雜改性鎢酸鹽體系發(fā)光材料的制備與性能研究

指導(dǎo)教授：樊國棟教授

學(xué)生：程蟬匯報(bào)目錄課程學(xué)習(xí)情況研究進(jìn)展情況后續(xù)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃課程學(xué)習(xí)情況課程名稱成績學(xué)分是否學(xué)位課課程名稱成績學(xué)分是否學(xué)位課科學(xué)社會(huì)主義理論832.0是功能表面活性劑的結(jié)構(gòu)與性能892.0否自然辯證法811.0是助劑化學(xué)932.0否英語803.0是有機(jī)合成912.0否聚合物合成與表征853.0是表面活性劑物理化學(xué)842.0否近代有機(jī)結(jié)構(gòu)分析763.0是現(xiàn)代分析與檢測(cè)技術(shù)902.0否專業(yè)英語831.0是催化化學(xué)962.0否數(shù)值分析843.0是功能高分子材料932.0否是高分子實(shí)驗(yàn)方案882.0否學(xué)位、公共課平均成績：83.53一、實(shí)驗(yàn)技術(shù)方案

通過前期的文獻(xiàn)調(diào)研，利用共沉淀法制備稀土摻雜改性鎢酸鹽體系發(fā)光材料CaWO4:Eu3+，SrWO4:Eu3+；CaWO4:Tb3+，SrWO4:Tb3+；BaWO4:Eu3+，BaWO4:Tb3+研究進(jìn)展情況研究進(jìn)展情況經(jīng)過濾、70℃干燥3-4h，得到的前驅(qū)體在400℃（500℃，600℃）馬弗爐焙燒2h。溶液的配置：①Na2WO4水溶液、②M(NO3)2（M=Ba，Ca，Sr）水溶液，③稀土硝酸鹽溶液Me(NO3)3（Me=Eu，Tb，）將上述溶液中的②與③混合，然后用滴管將混合溶液滴加入溶液①中，得到沉淀得到樣品MWO4:M3+（M=Ba，Ca，Sr/Me=Eu3+，Tb3+）研究進(jìn)展情況在配置稀土離子的硝酸溶液時(shí)，先將稀土氧化物在加熱條件下溶于硝酸，然后用氨水調(diào)節(jié)pH至中性。

共沉淀反應(yīng)：Na2WO4+M(NO3)2====MWO4+2NaNO33Na2WO4+2Me(NO3)3====Me2(WO4)3+6NaNO3研究進(jìn)展情況二、實(shí)驗(yàn)檢測(cè)手段及結(jié)果分析1、XRD鑒定粉體的晶型及物相2、SEM表征樣品表面的形貌3、熒光光譜記錄待測(cè)樣品的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜XRD衍射分析

通過文獻(xiàn)查閱，送檢樣品通過XRD衍射分析，可以知道樣品具有四方晶系I41/a(88)空間群的白鎢礦結(jié)構(gòu)，且生成的物質(zhì)是MWO4:Eu3+（M=Ca，Sr，Ba）晶體，少量Eu3+離子的摻雜對(duì)MWO4:Eu3+（M=Ca，Sr，Ba）晶體結(jié)構(gòu)基本沒有產(chǎn)生影響。

XRD衍射分析看樣品的XRD圖，如果沒有雜峰說明生成的物質(zhì)比較純，沒有生成其他雜質(zhì)。根據(jù)布拉格方程：2dsinθ=λ在四方晶體中，隨著離子半徑的增大，晶胞逐漸變大，相應(yīng)的晶面間距逐漸變大，根據(jù)布拉格方程可知衍射角減小。不同灼燒溫度下鎢酸鹽的SEM圖a、400℃，BaWO4:Eu3+

b、400℃，SrWO4:Eu3+

c、400℃，CaWO4:Eu3+不同灼燒溫度下鎢酸鹽的SEM圖d、600℃，BaWO4:Eu3+

e、600℃，SrWO4:Eu3+f、600℃，CaWO4:Eu3+從前面的SEM圖可以看出，隨著灼燒溫度升高，樣品顆粒變大，且分散性與400℃相比600℃分散性較好。由此可見，灼燒溫度對(duì)鎢酸鹽晶粒長大有一定影響，在灼燒溫度在400℃時(shí)，樣品晶粒大小在納米量級(jí)，隨著溫度的升高，晶粒慢慢長大到微米級(jí)。

晶粒的長大主要是以界面能為驅(qū)動(dòng)力而導(dǎo)致晶界發(fā)生遷移。當(dāng)溫度升高時(shí)，晶粒晶面能增加，晶界發(fā)生擴(kuò)散、遷移，原子擴(kuò)散加劇，致使鄰近緊密接觸的晶粒發(fā)生聚集、合并，多個(gè)晶粒合成一個(gè)晶粒，從而實(shí)現(xiàn)了晶粒生長。熒光光譜分析以614nm為監(jiān)測(cè)發(fā)射波長SrWO4:Eu3+的激發(fā)光譜以393nm為監(jiān)測(cè)激發(fā)波長SrWO4:Eu3+的發(fā)射光譜激發(fā)和發(fā)射光譜3D圖譜熒光光譜分析以614nm為監(jiān)測(cè)發(fā)射波長CaWO4:Eu3+的激發(fā)光譜以393nm為監(jiān)測(cè)激發(fā)波長CaWO4:Eu3+的發(fā)射光譜熒光光譜分析

以614nm為監(jiān)測(cè)發(fā)射波長的MWO4:Eu3+（Ca，Sr）樣品的激發(fā)光譜圖。從圖中可以看出，在393nm和464nm有兩個(gè)主要的激發(fā)峰。在393nm處的激發(fā)峰對(duì)應(yīng)于Eu3+離子7F0→5L6

能級(jí)躍遷的吸收，464nm處的激發(fā)峰對(duì)應(yīng)于Eu3+離子7F0→5D2

能級(jí)躍遷的吸收；以393nm為監(jiān)測(cè)激發(fā)波長MWO4:Eu3+（Ca，Sr）樣品的發(fā)射光譜。由圖可以看出，有一個(gè)主發(fā)射峰位于614nm處，屬于Eu3+的電偶極子5D0→7F2

能級(jí)躍遷，形成Eu3+的特征發(fā)射峰，發(fā)紅色熒光。熒光光譜分析在393nm的主強(qiáng)峰可選作發(fā)射光譜的激發(fā)波長，說明樣品能被近紫外光有效激發(fā)，并在614nm發(fā)射紅色熒光，有可能使樣品作為近紫外LED泵浦R、G、B三色熒光