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PEG对燃烧合成CaAl2O4:Eu2+,Nd3+长余辉发光材料的影响

2012-05-07刘晓霞覃海连彭桂花梁振华

化学与生物工程 2012年3期

刘晓霞,覃海连,彭桂花,梁振华

(1.江汉大学文理学院,湖北 武汉 430056;2.广西师范大学化学化工学院,广西 桂林 541004)

长余辉发光材料CaAl2O4:Eu2+,Nd3+是一种新型节能环保材料,在工艺美术、建筑装饰、交通指示、应急照明等领域都有着重要作用[1~3]。近年来其应用扩展到信息存储、高能射线探测等领域[4,5]。目前,长余辉发光材料的制备多采用高温固相法,需在很高的温度下反应数小时到数十小时,所生成的长余辉发光材料通常为陶瓷状硬块,需球磨才能达到应用要求,但球磨会使材料发光性能大幅下降。与高温固相法相比,燃烧法具有对设备要求低、节能、快速、工艺简单等显著优点。

作者在此采用燃烧法合成了长余辉发光材料CaAl2O4:Eu2+,Nd3+,在反应体系中引入PEG(聚乙二醇),研究了PEG的添加对发光材料物相、发光性能的影响。

1 实验

1.1 方法

将一定量的Eu2O3和Nd2O3溶于体积比为1∶1的HNO3中,同时将Al(NO3)3·9H2O、Ca(NO3)2·4H2O、CO(NH2)2、HBO3溶于10 mL体积比为1∶1乙醇水溶液中,将上述两种溶液在氧化铝坩埚中混合,用浓氨水调节pH值为3~4,置于50 ℃水浴中搅拌反应1 h,之后置于烘箱(80 ℃)中12 h,再移至600 ℃马弗炉中燃烧。可观察到随着水分的蒸发,有大量气体放出,到某一时刻前驱体突然燃烧,火焰为黄色,反应物因起泡而膨胀,伴随燃烧形成了疏松的白色泡沫,持续十余秒后火熄,反应结束。在空气中自然冷却至室温,即得到长余辉发光材料CaAl2O4:Eu2+,Nd3+,样品编号D0。添加一定量的PEG,其它试剂及实验过程不变,得到样品D1。

1.2 测试与表征

采用日本理学Rigaku D/max 2500 V/PC型X-射线粉末衍射仪分析样品的物相。采用法国FL-3-P-TCSP型时间分辨荧光仪对材料的发光性能进行表征。……

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