Ce3+摻雜4YBO3—SiO2發光材料的制備及發光性質

姜偉　王喜貴

摘 要：實驗通過用溶膠-凝膠法制備了以4YBO3-SiO2摻雜Ce3+的藍色發光體，并采用激發和發射光譜分析研究了樣品的發光特性和該發光體所需的最佳摻雜濃度。樣品在426 nm波長的監測下，最佳激發波長為366 nm，摻雜Ce3+的最佳物質的量濃度為6%.

關鍵詞：溶膠凝膠法；4YBO3-SiO2；Ce3+；發光材料

中圖分類號：O644.19 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.10.013

21世紀，稀土發光材料有很廣泛的應用，尤其是在節能燈、LED等領域。其中，摻雜Ce3+作為激活劑的藍色熒光粉是該領域中很重要的一方面。2009年，張琎等通過改變酸度，分析摻Ce硅酸鹽發光樣品的發光特性。2012年，喬蔭頗等制備了CaO-B2O3-SiO2：Ce/Tb/Sm的發光玻璃，但以4YBO3-SiO2為基質摻雜Ce3+的研究并未出現。本文用溶膠-凝膠法制得了Ce3+摻雜，以4YBO3-SiO2為復合基質的發光樣品，并研究了樣品的發光特性。

1 樣品的制備

樣品制備過程中基質的摩爾配比為：n（YBO3）∶n（SiO2）∶n（Ce3+）=4∶1∶x. 在燒杯中依次加入物質的量濃度為0.50 mol/L的硝酸釔溶液、物質的量濃度為0.50 mol/L的硼酸溶液、正硅酸乙酯和物質的量濃度為0.10 mol/L的 Ce（NO）3溶液，加入無水乙醇并控制總體積為90 mL；將混合的溶液攪拌120 min后移到培養皿中，并在室溫（約23 ℃）放置48 h；退火處理，退火溫度為900 ℃，退火時間為2 h，制成摻Ce3+的4YBO3-SiO2材料。

2 激發和發射光譜分析

圖1中的（a）為摻雜Ce3+的質量分數為6%（mol%）的4YBO3-SiO2發光樣品經900 ℃退火處理后，在426 nm監測波長下測得的激發光譜圖。從圖1中可見，366 nm處僅有1個激發峰，因此，選擇366 nm的紫外光作為最佳激發波長。

圖1中的（b）為Ce3+摻雜的質量分數為6%（mol%）的4YBO3-SiO2發光材料經900℃退火處理后，以366 nm作為激發波長測得的發射光譜圖。從圖1中可見，426 nm處僅有1個激發峰，此峰所處的位置為藍光發射。

3 摻雜稀土離子的量對發光特性的影響

圖2為摻雜不同物質的量濃度的Ce3+的4YBO3-SiO2發光樣品經900 ℃退火處理后，以366 nm作為激發波長得到的發射譜圖。從圖2中看以看出，樣品隨著Ce3+摻雜量的上升，其發光強度逐漸增大，Ce3+在4YBO3-SiO2基質中摻雜量為6%（mol%）時，藍色發射強度達到最大；繼續加大Ce3+的摻雜量，樣品出現濃度猝滅，樣品的發光強度開始減弱，因此，Ce3+的最佳摻雜量為6%（mol%）。

4 結束語

通過用溶膠-凝膠法制備出了Ce3+：4YBO3-SiO2的發光樣品。在激發和發射光譜的表征下，研究樣品的發光特性為：900 ℃退火處理的樣品在426 nm監測波長下，測得的最佳激發波長為366 nm。Ce3+的摻雜量為6%時得到的樣品的藍色光性能最好。

參考文獻

[1]張琎，方敏，光善儀.不同酸度條件下摻Ce硅酸鹽介孔發光材料的制備及其發光性能研究[J].安徽化工，2009，35（3）：14-16.

〔編輯：張思楠〕