铝锶比对合成铝酸锶铕发光性能及水解稳定性的影响.pdf

．5 0 ． 有色金属 冶炼部分2 0 1 1 年6 期 D O I i1 0 ．3 9 6 9 ／J ．i s s n ．1 0 0 7 - - 7 5 4 5 ．2 0 1 1 ．0 6 ．0 1 2 铝锶比对合成铝酸锶铕发光性能及水解稳定性的影响 李颖毅 南昌大学材料科学与工程学院，南昌3 3 0 0 3 1 摘要合成铝酸锶铕绿色荧光粉时，当改变A I ／S r 加料比时，产物的物相组成、发光特性和抗水稳定性均 有变化。合成产物主要由两相组成，当A 1 ／S r 比为1 ．5 时，合成产物的主晶相为s r 。A 1 t O z A 1 。o O z 。 ，同 时S r A l O 。相的含量也较高。由于S r A l 。O 。相易于水解，所以其抗水稳定性差。提高A I ／S r 比，抗水稳 定性逐渐增强。 关键词无机非金属材料；铝酸锶铕；绿色荧光粉；抗水稳定性 中图分类号0 6 1 4 ．3 3文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 1 1 0 6 0 0 5 0 0 3 E f f e c to fA l ／S rR a t i oo nL u m i n e s e n tP r o p e r t ya n dH y d r o l y t i cS t a b i l i t yo f S y n t h e t i z e dE u - A c t i v a t e dS t r o n t i u mA l u m i n a t e L IY i n g y i S c h o o lo fM a t e r i a l sS c i e n c e E n g i n e e r i n g ，N a n c h a n gU n i v e r s i t y ，N a n c h a n g3 3 0 0 3 1 ，C h i n a A b s t r a c t W i t ht h ec h a n g eo fr a t i oo fA 1t oS r ，t h ec o m p o s i t i o no fp h a s e ，l u m i n e s e n tp r o p e r t ya n d h y d r o l y t i cs t a b i l i t yo ft h ep r o d u c ta rec h a n g e di nt h es y n t h e s i so fe u r o p i u m a c t i v a t e ds t r o n t i u ma l u m i n a t e ． W h e nt h er a t i oo fA 1t oS ri s1 ．5 ，t h em a i np h a s ei sS r 4 A 1 4 0 2 A 1 1 0 0 2 3 ，t h ep h a s eo fS r A l 2 0 4c o n t e n ti s h i g h ．P r o n et Oh y d r o l y s i s ，S r A l z 0 4i so fw e a k e rh y d r o l y t i cs t a b i l i t y ．W h e nt h er a t i oo fA 1t OS ri s i n c r e a s e d ，t h ep h a s eo fS r A l 20 4c o n t e n ti sd e c r e a s e dw i t hi m p r o v e dh y d r o l y t i cs t a b i l i t y ． K e yw o r d s i n o r g a n i cn o n m e t a lm a t e r i a l ；E u a c t i v a t e ds t r o n t i u ma l u m i n a t e ；g r e e np h o s p h o r ；h y d r o l y t i c s t a b i l i t y 碱土铝酸盐长余辉发光材料是一种弱酸性盐，尽 管采用高温固相法可以合成出发光亮度高，余辉时间 长的荧光粉，但经研磨工序后获得的微细粉末具有较 高的比表面积，在实际使用过程中或与水接触时，会 缓慢发生如下水解反应[ 1 叫1 而降低其荧光强度， S r A l 20 4 4 H O S r 2 2 0 H 一 2 A 1 O H 。 。杨 志平[ 7 1 等认为7 0 ℃发生反应7 S r A l 2 0 。 8 H o S r 3 A 1 2 0 H 1 2 4 S r A l 3 0 5 O H 。 1试验方法 在A I N O 。 。溶液中，按设定计量比加入S r - C O 。，搅拌使之形成悬浮液，滴加氨水沉淀铝，得到 由无定形A 1 O H 。沉淀包裹S r C O 。前驱体。过 滤，洗涤，加入5 ％硼酸做助熔剂，装入小坩埚内，外 套一只大坩埚，夹层内盛炭粉，再将其置于高温炉中 灼烧 升温2 h 至1 3 0 0 ℃，保温1 h ，随炉冷却 。以不 同的铝锶比合成了铝酸锶铕，并评价其在经水处理 后的荧光性能变化。条件为水解温度5 0 ℃，1 9 样品 加2 0 m L 水，浸2 4 h 。 荧光粉的激发光谱和发射光谱用F 4 5 0 0 荧光 光谱仪荧光分析 E M 2 ．5 n m ，E x 一2 ．5 n m ，P M T 一4 0 0 V 测定，产物的物相鉴定和含量分析在 B R U K E RD 8A D V A N C EX 射线衍射仪上进行 C u K 。，4 0 k V ，3 5 m A ，A 一0 ．1 5 4 0 6 n m 。 基金项目教育部高校骨干青年教师资助项目 G G - 4 3 0 1 0 4 0 3 1 9 7 0 ；南昌大学。2 1 1 ”重点项目 作者简介李颖毅 1 9 7 3 一 ，男，广东湛江市人，副教授，博士，主要从事L E D 光转换材料等方面的研究。 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 1 1 年6 期 5 1 3 0 0 图1 F i g ．1 波长／n m 4 0 04 0 04 , 5 05 0 05 5 06 0 0 波长，n r n 1 ％E u 的铝酸锶铕 A l ／S r 1 ．5 的激发和发射光谱 E x c i t a t i o na n de m i s s i o ns p e c t r ao f1 ％E u - a c t i v a t e d s t r o n t i u ma l u m i n a t e A I ／S r 1 ．5 2 试验结果与讨论 图1 至图4 为以不同加料比A l O H 。／S r C O 。 一1 ．5 ，2 ．0 ，2 ．5 ，3 ．0 时所得铝酸锶铕荧光粉水解前 后的荧光光谱比较。其中激活剂E u 的掺人量为 1 ％。结果表明，铝酸锶铕经水处理后发光强度都有 一定程度的增加，峰位变化小，峰型稳定。当A 1 ／S r 一2 和2 ．5 时，荧光强度较大，其激发光谱为3 0 0 ～ 4 0 0 n m 的宽峰，峰位在3 6 0 n m ，发射光谱是4 0 0 ～ 6 0 0 n m 的宽峰，峰位在4 9 0 n m 处，表现出的特征荧 光。当A 1 ／S r 一1 ．5 时，荧光强度要低很多，而且在 激发光谱上在2 0 03 0 0 n m 的吸收发射强度明显高 于3 0 0 ～4 0 0 n m 的吸收发射。发射光谱的最强峰位 于4 9 0 n m 处，水处理后，峰强度有所增强，并蓝移至 3 8 1 n m 。 3 0 03 2 03 4 03 6 03 8 04 0 0 4 0 0 波长／r i m 4 5 05 o5 5 06 0 0 波长／r i m 图21 ％E u 的铝酸锶铕 A I ／S r 2 的激发和发射光谱 F i g ．2 E x c i t a t i o na n de m i s s i o ns p e c t r ao f1 ％E u a c t i v a t e ds t r o n t i u ma l u m i n a t e A l ／S r 2 3 0 03 5 0 波长／n m 4 0 04 0 0 4 5 05 0 05 5 06 0 0 波长／n m 图31 ％E u 的铝酸锶铕 A l ／S r 2 ．5 的激发和发射光谱 F i g ．3 E x c i t a t i o na n de m i s s i o ns p e c t r ao f1 ％E u - a c t i v a t e ds t r o n t i u ma l u m i n a t e A I ／S r - - 2 ．5 万方数据 5 2 有色金属 r h 炼部分 2 0 1 1 年6 期 2 5 03 I ’0 3 5 0 4 0 0 4 0 04 , 5 05 州5 5 06 0 0 波长／n m波长／r i m 图41 ％E u 的铝酸锶铕【A I ／S r 3 ．0 的激发和发射光谱 F i g ．4 E x c i t a t i o na n de m i s s i o ns p e c t r ao f1 ％E u - a c t i v a t e ds t r o n t i u ma l u m i n a t e A I ／S r 3 ．0 以A 1 ／S r 3 合成的荧光粉具有最低的荧光强 度，激发光谱也有很大的不同，但最大激发峰仍位于 3 5 5 ～3 6 0 n m 。发射光谱上以4 9 0 n m 处的蓝绿发射 为主，同时也观察到了三价铕的红色发光。 图5 为以A 1 ／S r 1 ．5 合成的掺有1 ％E u 的铝 酸锶铕及水处理后的X R D 图。可以看出，合成产 物中S r A l O 。相含量为2 6 ．9 ％，主晶相为S r 。A l 。O 。 A 1 t 。O z 。 ，而经水处理后样品中S r A l O 。相含量下 降到1 5 ．6 ％。说明S r A l O 。不稳定，水处理会降低 其晶相含量。 u1 0Z Uj U刑JM l6 07 U 2 0 ／ o 图51 ％E u 的铝酸锶铕 A I ／S r 1 ．5 和 水解样的X R D F i g ．5 X R D p a t t e r n so fl ％E u - a c t i v a t e d s t r o n t i u ma l u m i n a t e A I ／S r 1 ．5 a n di t sh y d r o l y z e ds a m p l e 3结论 当改变A 1 ／S r 加料比时，产物的物相组成、发光 特性和抗水稳定性均有变化。合成产物主要由两相 组成，当A 1 ／S r 比为1 ．5 时，合成产物的主晶相为 S r 。A l ；0 2 A 1 。。O 。 ，同时S r A l O 。相的含量也较 高。由于S r A l 。O 。相易于水解，所以其抗水稳定性 差。提高A 1 ／S r 比，抗水稳定性逐渐增强。 参考文献 [ 1 ] K a t s u m a t aT ，N a b a eT ，S a s a j i m aK ，e ta 1 ．E f f e c t so f c o m p o s i t i o no nt h el o n gp h o s p h o r e s c e n tS r A l 2C h E u 2 ， D y ”p h o s p h o rc r y s t a l sE J ] ．JE l e e t r o e h e mS o c ，1 9 9 7 ， 1 4 4 9 2 4 3 2 4 5 ． E 2 3J i aW ，Y u a n nH ，L uLZ ，e ta 1 ．P h o s p h o r e s c e n c ed y n a m i c si nS r A l 20 4 E u ”，D y ”s i n g l ec r y s t a lf i b e r s [ - j - ] ． JL u m i n ，1 9 9 8 ，7 6 ／7 7 4 2 4 4 2 8 ． [ 3 ] Y a m a m o t oH ，M a t s u z a w aT ．M e c h a n i s mo fl o n gp h o s p h o r e s c e n c eo fS r A l 20 4 E u ”，D y ”a n dC a A l 20 4 E u ”，N d ”[ c ] ／／I n t e r n a t i o n a lC o n f e r e n c eo nL u m i n e s c e n c e ．C a n b e r r a ，A u s t r a l i a 1 9 9 6 1 3 1 ． [ 4 ] M a t s u z a w aT ，A o k iY ，T a k e u c h iN ，e t a 1 ．An e wp h o s p h o r e s c e n tp h o s p h o rw i t hh i g hb r i g h t n e s s ，S r A l 20 4 E u ”，D y ”[ J ] ．JE l e c t r o c h e mS o c ，1 9 9 6 ，1 4 3 8 2 6 7 0 2 6 7 3 ． E s ] Y a n gZP ，Z h uSC ，G u oZ ，e ta 1 ．T h eB l u e - e m i t t i n g l o n ga f t e r g l o wp h o t o l u m i n e s c e n c ep h o s p h o r [ J ] ．P r o c S P I E ，2 0 0 2 ，4 9 1 8 4 1 8 4 2 3 ． [ 6 ] Z h a n gJY ，Z h a n gZT ，T a n gSL ，e ta 1 ．H y d r o l y s i s m e c h a n i s ma n dm e t h o dt oi m p r o v ew a t e rr e s i s t a n c e o f l o n ga f t e r - g l o wp h o s p h o r [ J ] ．M a t e r i a l sS c i e n c eF o r u m ， 2 0 0 3 ，4 2 3 4 2 5 1 4 7 1 5 0 [ 7 ] 杨志平，杨勇，朱胜超，等．水解对S r A l O ‘E u ”， D y 3 稳定性的影响[ J ] ．硅酸盐学报，2 0 0 4 ，3 2 9 】0 5 0 1 0 5 3 ． 万方数据