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超长余辉发光材料的制备及其性能表征

超长余辉发光材料的制备及其性能表征

作者：徐晓华东师范大学

学位级别：硕士

铝酸盐长余辉材料因为其优异的性能，近年来备受关注且应用越来越广泛。铝酸锶系磷光体是一种性能稳定、发光效率高的长余辉材料，具有白天蓄光、夜晚发光的特性，因而它在低度照明、指示标识和装饰美化等方面有重大应用价值，应用领域... 详细信息

铝酸盐长余辉材料因为其优异的性能，近年来备受关注且应用越来越广泛。铝酸锶系磷光体是一种性能稳定、发光效率高的长余辉材料，具有白天蓄光、夜晚发光的特性，因而它在低度照明、指示标识和装饰美化等方面有重大应用价值，应用领域非常广泛。用这种材料制成的蓄光型灯具或地面、壁面标识，可在火灾、地震中电力系统出故障时应用。超长余辉发光材料显示出诱人的应用前景，是一种理想的绿色光源，对于它的研究具有重要的科学意义和应用价值。本论文首先主要综述了掺杂Eu、Dy的铝酸盐的超长余辉材料的研究进展，主要对不同比例的铝酸锶长余辉发光材料的制备方法及性能进行了研究。首先是以高纯氧化铝为原料，采用浸渍法和热沉淀法合成出物相纯正、发光性能较好的黄绿色发光材料SrAlO：Eu，Dy超细发光粉体，研究了不同条件对粉体外观形貌、物相结构以及长余辉发光性能的影响。浸渍法研究结果表明，该方法在合成物相纯正的单斜相的SrAlO：Eu，Dy上还是成功的，消除了六方相的干扰。同时也讨论研究了硼酸的掺入形式对材料物相的影响。热沉淀法在前驱体制备阶段形成纳米包覆结构，合成的材料物相纯正，为单一的单斜相，毫无杂相。同时研究了硼酸掺入量对发光材料物相以及发光性能的影响，激活剂离子掺杂量对发光材料的发光性能的影响。此外，还研究了黄绿色发光材料的机械发光的特性，该发光材料对外界压力的感应比商品粉的灵敏的多。这两种方法均在1000℃下就可以合成超长余辉的黄绿色荧光粉，且余辉亮度高，工艺简单。其次在合成蓝绿色发光材料时，引进了新的方法：溶胶-水热法，集溶胶-凝胶法和水热合成法的优点，在前驱体制备阶段，利用溶胶胶溶性的特点，有效地将反应物均匀的分散在其中，然后进行水热反应，最后在1300℃下的还原气氛下进行煅烧，目的在于合成出晶形好、发光效率高、余辉时间长的SrAlO：Eu，Dy蓝绿色长余辉发光材料。另外研究了不同沉淀剂制备出的前驱体对发光材料的物相结构以及发光性能的影响。通过实验得出结论氨水作为沉淀剂所合成的发光材料的余辉时间更长，余辉强度也高。通过研究得出该蓝绿色发光材料也具有机械发光的特性，且对压力的反应与商品粉比较要稍胜一筹。

关键词：超长余辉发光材料铝酸锶制备

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稀土超长余辉材料及其涂料的研究

中国稀土学报 2003年第2期21卷 155-158页

作者：孙彦彬邱关明王安平陈永杰东北大学材料与冶金学院辽宁沈阳110006 长春光机学院材料系吉林长春130022 吉林大学材料科学与工程学院吉林长春130026 沈阳化工学院化学系辽宁沈阳110021

以碳酸锶、氧化铝、氧化铕和氧化镝为原料,用高温固相反应法合成了稀土超长余辉发光材料SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+。测试了该发光材料的激发光谱、发射光谱、余辉亮度及余辉时间,激发光谱主峰分别位于320和360nm处,激发波长的范围较宽,从紫外... 详细信息

以碳酸锶、氧化铝、氧化铕和氧化镝为原料,用高温固相反应法合成了稀土超长余辉发光材料SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+。测试了该发光材料的激发光谱、发射光谱、余辉亮度及余辉时间,激发光谱主峰分别位于320和360nm处,激发波长的范围较宽,从紫外到可见光区均可激发该发光材料。发射光谱的主峰位于520nm,发光颜色为黄绿色,余辉可达16h以上。解释了超长余辉发光材料的发光机制。以苯丙乳液为成膜物,添加适量的发光粉及适当的助剂研制出一种超长余辉发光涂料。确定出了该涂料的最佳配方,测定了涂料的各种性能,并对影响涂料性能的主要因素进行了探讨。

关键词：光学超长余辉发光材料发光涂料稀土

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超长余辉蓄能发光涂料的制备

中国涂料 2007年第11期22卷 29-31页

作者：常玉梁剑锋华南师范大学化学系广州510631 广州秀珀化工有限公司广州511495

通过选用透明度高、太阳能吸收率高的丙烯酸树脂和高亮度、长余辉时间的镝和铕稀土离子共掺杂的稀土硅酸盐光致发光粉末材料aCaO·bZnO·cBaO·dMgO·nSiO2:Eu,Dy,制备出了具有较强的蓄光能力和较长发光时间的夜光涂料,并论述了其制备... 详细信息

通过选用透明度高、太阳能吸收率高的丙烯酸树脂和高亮度、长余辉时间的镝和铕稀土离子共掺杂的稀土硅酸盐光致发光粉末材料aCaO·bZnO·cBaO·dMgO·nSiO2:Eu,Dy,制备出了具有较强的蓄光能力和较长发光时间的夜光涂料,并论述了其制备方法和特性。

关键词：发光涂料蓄能发光材料超长余辉

XL型稀土超长余辉蓄光发光材料产业化基地——四川新力实业集团有限公司

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四川稀土 2005年第4期 7-9页

作者：张立四川新力实业集团成都610031

物质发光现象大致分为两类：一类是物质受热，产生热辐射而发光，另一类是物体受激发吸收能量而跃迁至激发态（非稳定态）在反回到基态的过程中，以光的形式放出能量。以稀土化合物为基质和以稀土元素为激活剂的发光材料多属于后一类，... 详细信息

物质发光现象大致分为两类：一类是物质受热，产生热辐射而发光，另一类是物体受激发吸收能量而跃迁至激发态（非稳定态）在反回到基态的过程中，以光的形式放出能量。以稀土化合物为基质和以稀土元素为激活剂的发光材料多属于后一类，即稀土荧光粉。稀土元素原子具有丰富的电子能级，因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道，为多种能级跃迁创造了条件，从而获得多种发光性能。自从1964年高效稀土红色荧光粉问世以来，稀土发光材料经过近40年的快速发展，己成为信息显示、照明光源、光电器件等领域的支撑材料之一。稀土无放射性蓄光发光材料的出现则打破了近百年来国内外以硫化物（ZnSO为主．有放射性元素对人体产生危害）为主的发光材料传统，延长了余辉时间，增强了发光亮度，大大拓宽了其应用领域和使用范围，市场前景极为广阔，能保持较长久的市场竞争优势。该发光材料具有显著的节能、环保、安全、免维护、应用范围广等优点。

关键词：蓄光发光材料稀土元素产业化基地有限公司超长余辉 XL型放射性元素集团四川稀土发光材料

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地铁超长余辉蓄光自发光安全疏散标志系统

都市快轨交通 2008年第1期21卷 97-97页

作者：深圳市地铁有限公司四川新力实业集团有限公司深圳市地铁有限公司四川新力实业集团有限公司

为加速城市轨道交通领域科技成果的推广转化,建设部科技发展促进中心与中国土木工程学会城市轨道交通技术推广委员会联合组织了城市轨道交通专项科技成果推广项目的申报和评审工作。在2007年的征集项目和2006年的选出项目中,共评审出32... 详细信息

为加速城市轨道交通领域科技成果的推广转化,建设部科技发展促进中心与中国土木工程学会城市轨道交通技术推广委员会联合组织了城市轨道交通专项科技成果推广项目的申报和评审工作。在2007年的征集项目和2006年的选出项目中,共评审出32项推广项目(建科推[2007]109号文件),并由建设部颁发证书。本刊开辟专栏,陆续介绍这些推广项目。

关键词：安全疏散标志蓄光自发光深圳地铁系统技术性能超长余辉

纯有机室温磷光分子探针的合成及刺激选择性响应

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纯有机室温磷光分子探针的合成及刺激选择性响应

作者：毛志伟安徽建筑大学

学位级别：硕士

近年来,磷光材料在发光材料领域引起了广泛的关注,特别是有机室温磷光(RTP)材料,因其易制备、成本低廉以及分子结构易于调控等诸多优势,成为了科研人员竞相研究的热点。然而,尽管其前景广阔,但设计具有高亮度磷光和超长寿命的纯有机材... 详细信息

近年来,磷光材料在发光材料领域引起了广泛的关注,特别是有机室温磷光(RTP)材料,因其易制备、成本低廉以及分子结构易于调控等诸多优势,成为了科研人员竞相研究的热点。然而,尽管其前景广阔,但设计具有高亮度磷光和超长寿命的纯有机材料仍然面临着诸多挑战,这主要源于单重态与三重态间转换所存在的自旋禁阻、三重态激子的猝灭以及非辐射跃迁等问题。在这样的背景下,本文致力于RTP聚合物薄膜和室温磷光分子探针的合成及其刺激选择性响应的研究。(1)采用了一系列价格低廉的取代苯硼酸(PBAs)包埋到PVA基质中以激活超长RTP。在氢键、B-O键和位阻效应的共同作用下,激活了3-胺基苯硼酸PVA薄膜(3A-PBA-PVA)的亮蓝色余辉,其寿命为2.24 s,肉眼可见时间长于13.2 s。利用能量差对取代基PBA-PVA薄膜的长余辉发射进行了定量解析和定性分析,并预测了3,5-二胺基-PBA-PVA和3,5-二羟基-PBA-PVA薄膜具有较好的长余辉发射性能。通过共掺杂策略实现了能量供体的可调余辉颜色和基于荧光共振能量转移(FRET)的能量受体的长寿命三-重单线态(T-S)和T-S-S发射。成功地将3A-PBA-(Rb)-PVA薄膜的长余辉应用于对爆炸物蒸汽的响应。(2)设计并合成了一种具有粘度响应特性的纯有机RTP探针,其水溶液中的荧光发射峰位于578 nm,而其固态RTP发射峰则红移至596 nm,探讨了温度、p H值、溶剂极性等多种因素对(E)-2-(2-(9-乙基-9H-咔唑-3-基)乙烯基)-1,3,3-三甲基-1-吲哚四氟硼酸盐(Cz VBz)探针响应粘度的影响。Cz VBz探针中存在季铵盐基团,实现了其在细胞内的线粒体的定位。在加入制霉菌素增强细胞粘度后,随着时间的延长,线粒体定位成像逐渐变亮,磷光越来越强。因而,成功构建了一种线粒体定位RTP探针。

关键词：室温磷光(RTP) 超长余辉 F(?)rster共振能量转移(FRET) 爆炸物蒸汽线粒体靶向

三亚苯及其卤键复合晶体的螺旋结构和超长寿命室温磷光

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中国科学：化学 2022年第6期52卷 989-1002页

作者：刘正扉陈雪高妍朱慧敏吴文新张家新晋卫军北京师范大学化学学院北京100875

本文利用σ-穴键、π-穴键、氢键以及π–π堆积相互作用,组装了具有P2_(1)2_(1)2_(1)空间群的三亚苯(TP)、2-溴三亚苯(2-BrTP)晶体,以及三亚苯与三氯–三氟苯和三溴–三氟苯的复合晶体(TClTP和TBrTP).所组装的晶体材料都具有超长寿命... 详细信息

本文利用σ-穴键、π-穴键、氢键以及π–π堆积相互作用,组装了具有P2_(1)2_(1)2_(1)空间群的三亚苯(TP)、2-溴三亚苯(2-BrTP)晶体,以及三亚苯与三氯–三氟苯和三溴–三氟苯的复合晶体(TClTP和TBrTP).所组装的晶体材料都具有超长寿命的室温磷光,发光主要源于自旋–禁阻和对称性禁阻的双禁阻跃迁行为.另外,固态基体中分子间的相互作用,也提供了外在的刚性化条件,减弱了非辐射跃迁途径.内重原子溴或复合晶体中外重原子氯和溴增强了磷光光谱中禁阻的0–0跃迁.并且,由于氯原子具有较弱的自旋–轨道耦合作用,TP和TClTP具有同一数量级的磷光寿命,大约700 ms,并分别呈现红色和黄色余辉.而2-BrTP和TBrTP中,溴原子具有较强的自旋–轨道耦合作用,大大抑制了荧光,磷光寿命达到100 ms以上,分别呈现紫红色和亮黄色余辉.氯和溴的自旋–轨道耦合作用具有纯电子特征,不涉及电子–振动耦合.在2-BrTP晶体中,Br作为取代基和内重原子微扰剂,破坏了三亚苯的对称性,除了使得0–0跃迁增强外,磷光光谱的振动精细结构变得更差.相对于三亚苯晶体,复合晶体起到了调制磷光特征的作用.此外,相对于低温磷光光谱,晶体的室温磷光光谱普遍向红移.这应该归因于以下方面:第一,低温条件下,取向极化来不及弛豫到稳定态,发光分子仍然具有未弛豫的弗兰克–康登(Franck–Condon)态,发射波长较短;第二,相对于离散态的低温溶液,由固态密堆积所导致的各种分子间相互作用导致向红移.

关键词：室温磷光卤键 π-穴键超长余辉三亚苯复合晶体螺旋

PLNPs@MOFs复合材料的制备及其光催化性能研究

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PLNPs@MOFs复合材料的制备及其光催化性能研究

作者：何凤贵喀什大学

学位级别：硕士

目前,水污染已经成为一个世界性的环境问题。世界上80%的人口受到水安全的威胁。污染水中常见的污染物罗丹明B与Cr（Ⅵ）具有致癌性和致突变性。其中,Cr（Ⅵ）作为常见的重金属污染物之一,主要来自皮革、电镀等工业废水的排放。水污染... 详细信息

目前,水污染已经成为一个世界性的环境问题。世界上80%的人口受到水安全的威胁。污染水中常见的污染物罗丹明B与Cr（Ⅵ）具有致癌性和致突变性。其中,Cr（Ⅵ）作为常见的重金属污染物之一,主要来自皮革、电镀等工业废水的排放。水污染严重地区的居民易患鼻炎、支气管炎、肺结核、腹泻,一旦吸入便会刺激腐蚀呼吸道等。因此,去除水中的罗丹明B与Cr（Ⅵ）对环境保护非常重要。吸附、沉淀、膜过滤和电化学技术已经被用于处理污染水,但其中许多工艺的运行成本高,效率有限,而且存在二次污染等问题。基于太阳能的光催化技术由于清洁、取之不尽用之不竭的能源供应、可持续性和无二次污染,被认为是污染水处理最有前途的方法之一。然而,传统的光催化剂不能在黑暗或不稳定的天气条件下进行催化反应,这严重限制了光催化技术在黑暗条件下的应用。为了解决上述问题,研究人员将长余辉纳米材料（PLNPs）与光催化剂相结合,制备了全天候光催化剂。然而,在长余辉材料辅助的全天候光催化系统中,仍然存在PLNPs的余辉时间短、催化性能差以及在黑暗条件下光催化反应维持时间短的问题。基于以上问题,本文将具有超长余辉的PLNPs(Zn3Ga2Ge2O10:0.5%Mn)与金属有机骨架材料（MOFs）相结合,构建了一种具有持续荧光共振能量转移（PLRET）的全天候光催化剂,用于光催化降解污染物。主要的研究工作包括以下几个部分:（1）通过水热法制备出具有长达16天超长余辉的Zn3Ga2Ge2O10:Mn长余辉纳米材料,并对其光学性能、催化性能进行探究,实验结果表明,在p H值为7,煅烧温度为950℃,Mn的掺杂量为0.05%时,其对罗丹明B具有最佳的催化性能。（2）通过水热法制备MOFs(NH2-MIL-101（Fe）),随后通过共价键将PLNPs与MOFs进行复合。研究了PLNPs与MOFs构建复合材料的质量比,并探究了复合材料全天候光催化降解罗丹明B和光催化还原Cr（Ⅵ）的性能。结果表明,最佳质量比为1:1的PLNPs@MOFs复合光催化剂具有优异的全天候光催化活性。（3）通过水热法制备NH2-MIL-125（Ti）,并通过光还原沉积法将Ag纳米粒子沉积到材料表面,从而增大NH2-MIL-125（Ti）对可见光的吸收范围,随后通过共价键将PLNPs与Ag/NH2-MIL-125（Ti）进行复合,制备Zn3Ga2Ge2O10:0.5%Mn@Ag/NH2-MIL-125（Ti）复合材料,并探究复合材料光催化降解污染物的性能,研究表明,Ag纳米粒子的沉积不仅拓宽了复合材料对于可见光的吸收范围,而且复合材料光催化降解污染物的性能提高。我们所制备的PLNPs具有长达16天的超长余辉,使材料在关闭光源后仍能继续支持光催化反应,并使复合材料具有持久的光催化活性。本工作巧妙地利用具有超长余辉的PLNPs材料和MOFs形成具有PLRET效应的新型全天候光催化剂,实现了在全天候条件下对污染物的光催化降解,大大提高了催化效率,降低了环境治理成本,为光催化剂的高效利用提供了新的策略,在环境保护方面具有优异的潜力。

关键词：超长余辉荧光共振能量转移全天候光催化污染物降解

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低维有机芳香铵卤化物室温磷光性能研究

低维有机芳香铵卤化物室温磷光性能研究

作者：冯上威福建师范大学

学位级别：硕士

室温磷光（RTP）材料在生物成像、有机光电、信息防伪和加密等领域有着巨大的应用潜力,但是目前RTP材料的性能远远不能满足实际应用的需求。为了开发具有优异性能的RTP材料,本论文从发光机理方面入手,利用外部重原子效应促进系间穿越（... 详细信息

室温磷光（RTP）材料在生物成像、有机光电、信息防伪和加密等领域有着巨大的应用潜力,但是目前RTP材料的性能远远不能满足实际应用的需求。为了开发具有优异性能的RTP材料,本论文从发光机理方面入手,利用外部重原子效应促进系间穿越（ISC）增加三重态激子和刚性的晶体结构减少三重态激子猝灭的特性,构筑一系列低维晶态卤化物RTP材料。1.通过乙醇重结晶的方法得到了两种无金属的二维（2D）层状卤化铵盐(3,4-亚甲二氧基苯乙胺的溴酸盐（HLB）和盐酸盐（HLC）。2D的刚性层板结构和卤素原子的外部重原子效应使HLB和HLC表现出强的绿色RTP发射。同时又将具有不同三重态能级的磷光团掺杂到HLB、HLC或苯乙胺盐中,通过主体和客体之间的F（?）rster能量转移,可以实现高效的全彩超长RTP,磷光量子产率高达18.7%,寿命高达1.7 s。通过简单的溶液合成方法,可以一次性获得10 g级以上具有同样性能的长寿命RTP材料。利用这些RTP材料制成的信息油墨可以在滤纸上制作各种图案,这些图案的荧光和磷光发射对激发波长和酸碱蒸汽十分敏感,因此,它们可以应用于多重复杂防伪和荧光/磷光双模化学传感器。2.为了获得长寿命高量子产率的蓝色RTP,利用氯化铟（In Cl）和苯胺盐酸盐（PACl）通过水热的方式合成了两个新型零维（0D）有机无机杂化金属卤化物（PA6In Cl9和PA4In Cl7）,PA6In Cl9表现出较强的RTP发射,并且在紫外线持续照射下,磷光量子产率可以从25.2%提高到42.8%。PA4In Cl7表现出弱的RTP发射,但在机械外力的作用下,可以实现向PA6In Cl9的晶格转变,从而提高了RTP量子产率。通过时间分辨光谱测量显示PA6In Cl9和PA4In Cl7寿命都高达1.2 s。此外,当具有橙色三重态发射的Sb被引入到PA6In Cl9晶格中时,可以实现磷光量子产率接近100%的白色和橙色纯RTP,其中白色纯磷光的显色指数（CRI）接近90。因此,这项工作不仅克服了长期以来蓝色RTP量子产率低、寿命短的问题,而且获得了高效率的白色RTP,它为实现高量子效率提供了一种可行的方法,在光学器件和智能材料领域具有巨大的应用潜力。3.红色RTP由于其发光波长较长,在生物成像和发光探针等领域深受青睐。为了得到红色RTP材料,选取苯胺阳离子与金属卤化物Cd Cl通过重结晶的方法合成了2D金属卤化物PAD,PAD具有红蓝双色磷光发射,蓝色磷光寿命为1.2 s,红色磷光寿命为14.5 ms。通过引入金属离子Mn,促进有机与无机组分之间的Dexter能量转移,使红色RTP的发光量子产率接近100%。同时该发光材料在空气中有良好的稳定性,因此在红色发光二极管,生物成像,智能防伪等领域有广阔的应用前景。

关键词：室温磷光低维金属卤化物白光超长余辉能量转移