SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋的制備及發光性能研究

霍涌前，陳小利，張謀真，石 蕾，劉啟瑞

（延安大學化學與化工學院，陜西 延安716000）

鉬酸鍶（SrMoO4）具有良好的物理化學穩定性，在發光材料領域具有重要的潛在應用價值。MoO2－4可以有效吸收紫外光，并傳遞給摻雜在鉬酸鹽基體中的稀土離子［1－2］。Eu3＋在紅光波段有較強的發射光譜，是當前紅色稀土熒光粉中應用最廣泛的稀土離子［3－5］。在紫外區，稀土離子Gd3＋的第一激發態和基態能級間的能量差大于30 000cm－1，在三價稀土離子中是最大的，能有效地吸收和傳遞能量，可作為優良的激活劑和敏 化 劑［6－7］。因此，在無機材料中同時摻雜Gd3＋、Eu3＋時，其熒光光譜會出現Gd3＋敏化增強Eu3＋發光的現象［8－11］。

作者采用化學沉淀法、微波法、水熱法制備了SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋熒光粉，并研究了其發光性能。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

Sr（NO3）2、Na2MoO4、Eu2O3、Gd2O3、無水乙醇，均為分析純，實驗用水為超純水。

微波催化合成／萃取儀，北京祥鵠科技發展有限公司；XRD－7000型X－射線粉末衍射儀，日本島津公司；F4500型熒光分光光度計、TM－3000型掃描電子顯微鏡，日本日立公司；UPK／UPT系列超純水機，上海優普實驗有限公司。

1.2 樣品制備

1.2.1 Eu（NO3）3、Gd（NO3）3溶液的配制

在加熱條件下，用濃硝酸溶解Eu2O3、Gd2O3，制得Eu（NO3）3·6H2O、Gd（NO3）3·6H2O，分別配制成0.05mol·L－1的Eu（NO3）3和Gd（NO3）3溶液。

1.2.2 化學沉淀法制備SrMoO4：0.05Eu3＋

按照化學計量比稱取適量Sr（NO3）2、Na2MoO4，置于250mL燒杯中，加入適量0.05mol·L－1Eu（NO3）3溶液、100mL超純水、10mL無水乙醇，加熱至70～80℃，磁力攪拌下反應2h，將沉淀抽濾，用超純水、無水乙醇洗滌數次，置于60℃真空干燥箱內烘干。

同法制備SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋。

1.2.3 微波法制備SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋

稱取1.9047g Sr（NO3）2、2.4195g Na2MoO4置于250mL錐形瓶中，移取適量Eu（NO3）3、Gd（NO3）3溶液，加入100mL水、10mL無水乙醇，用微波催化合成／萃取儀在功率為700W、溫度為80℃下反應120min，將沉淀抽濾，用蒸餾水洗滌數次，然后在60℃干燥箱中烘干，即得樣品。

1.2.4 水熱法制備SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋

稱取1.9047g Sr（NO3）2、2.4195g Na2MoO4置于加熱釜中，加入20mL蒸餾水、5mL無水乙醇，移取適量Eu（NO3）3、Gd（NO3）3溶液加入其中，攪拌10 min后，密封，置于120℃真空干燥箱內反應2h后，自然冷卻，將沉淀抽濾，用蒸餾水洗滌數次，然后在60℃干燥箱中烘干，即得樣品。

1.3 樣品檢測

樣品的晶體結構測試在X－射線粉末衍射儀上進行，所用陽極金屬為Cu靶，Cuκα射線波長0.15405 nm，陽極電壓40kV，掃描速度為8°·min－1，2θ掃描范圍為10°～75°。

樣品的熒光光譜測試在熒光分光光度計上進行，激發光源為100W的Xe燈，狹縫寬1.0nm，掃描速度1 200nm·min－1。

樣品的形貌采用掃描電子顯微鏡觀察。

2 結果與討論

2.1 樣品的晶體結構（圖1）

圖1 樣品的X－射線衍射圖譜Fig.1 XRD Patterns of samples

從圖1可以看出，3種方法制備得到的樣品的XRD譜圖與SrMoO4標樣（JCPDS標準卡片08－0482）的特征衍射峰吻合，屬體心四方晶系，未觀察到其它雜相的衍射峰，說明Eu3＋、Gd3＋的摻雜并未影響SrMoO4的晶體結構。

2.2 樣品的熒光光譜

2.2.1 SrMoO4：0.05Eu3＋的熒光光譜（圖2）

從圖2可見，SrMoO4：0.05Eu3＋的激發光譜由電荷遷移帶（CTB）和Eu3＋的f－f躍遷線組成。其中，峰值在294nm處的寬激發峰歸屬為Mo6＋－O2－和Eu3＋－O2－的電荷遷移帶。在367nm、389nm、400nm、420 nm、470nm、542nm處的一系列激發峰，分別歸屬于Eu3＋的7F0→5D4、7F0→5L7、7F0→5L6、7F0→5D3、7F1→5D2、7F1→5D1躍遷。

圖2 SrMoO4：0.05Eu3＋的熒光光譜Fig.2 Fluorescence spectra of SrMoO4：0.05Eu3＋

根據Eu3＋電子躍遷的一般定則，當Eu3＋處在有反演中心的格位上時，將以5D0→7F1的磁偶極躍遷為主，發射橙光；當Eu3＋處在有偏離反演中心的格位上時，將出現5D0→7F2電偶極躍遷為主，發射紅光。圖2中，在254nm波長紫外光激發下，Eu3＋的最強發射峰的波長為616nm，發射紅光，這表明Eu3＋處于偏離反演中心的格位。

2.2.2 SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋的熒光光譜（圖3）

圖3 SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋的熒光光譜Fig.3 Fluorescence spectra of SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋

從圖3可見，以616nm作檢測波長時，SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋在260～350nm處寬激發峰由Mo6＋－O2－與Eu3＋－O2－電荷遷移帶、Gd3＋的8S7／2→6IJ躍遷激發峰重疊在一起，說明SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋能有效地被紫外光激發。在254nm紫外光激發下，SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋的發射光譜中出現Eu3＋的5D0→7F1（595nm）、5D0→7F2（616nm）躍遷發光峰，其中化學沉淀法制備的SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋的發光強度強于SrMoO4：0.05Eu3＋的相應發光峰，說明254nm紫外光激發時，出現Gd3＋敏化Eu3＋的發光作用；水熱法、微波法制備SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋的發光譜中發光峰強度弱于SrMoO4：0.05Eu3＋的相應發光峰，沒有出現Gd3＋敏化Eu3＋的發光作用，說明制備方法對SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋的發光性能有很大影響。

2.3 樣品的形貌分析（圖4）

圖4 SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋的掃描電鏡照片Fig.4 SEM Images of SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋

從圖4可以看出，化學沉淀法、水熱法制備的SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋熒光粉顆粒形貌比較規則，顆粒大小基本為1μm左右，微波法制備的熒光粉顆粒大小不均勻，形貌不規則。

3 結論

采用化學沉淀法、微波法、水熱法制備了SrMoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋熒光粉，其結構屬體心四方晶系。在254nm紫外光激發下，化學沉淀法制備的Sr－MoO4：0.05Eu3＋，0.05Gd3＋的發光峰強度強于Sr－MoO4：0.05Eu3＋的相應發光峰，可見，Gd3＋敏化增強了Eu3＋的發光。

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