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Gd3+对黄磷炉渣发光微晶玻璃析晶及性能的影响

2021-04-28杨熙斌陈茂生黄小凤马丽萍李琳丽陈凯琳

杨熙斌,陈茂生,黄小凤,赵 丹,马丽萍,李琳丽,陈凯琳

(1.昆明理工大学 环境科学与工程学院,云南 昆明 650500;2.昆明市生态环境工程评估中心,云南 昆明 650100)

0 引 言

在一定条件下,物质在空间各单元(例如离子)之间可能发生能量传递,这是凝聚态物质的一个基本物理性质[1].稀土离子的发光中心在基质晶格中受到外界激发吸收能量到达激发态后,除了通过自身辐射跃迁或无辐射跃迁回到基态外,还可以将能量以某种形式转移到基质中另一个中心[2].Gd3+的发射源于亚稳态能级6PJ到能级8S7/2的跃迁,其能量高,发射在紫外光区,自身猝灭浓度高,能够与Ce3+、Eu3+、Tb3+等能级跃迁相匹配,因此,它与许多稀土离子之间有能量传递[3].一些学者在不同基质中探讨了Gd3+与Tb3+的能量传递,祖成奎等[4]对硅酸盐玻璃的研究表明,Gd3+对Tb3+的发光起到了敏化作用,使玻璃的发光强度大大增加.倪海勇等[5]用高温固相法合成的Na3Gd1-xTbxSi2O7荧光粉体系中,Gd3+→Tb3+存在有效能量传递.Xin-yuan Sun等[6]采用热处理工艺制备了Tb3+/Gd3+共掺杂含CaF2纳米晶体的透明微晶玻璃,Tb3+在542 nm处的发射强度提高了约2~3倍.

稀土掺杂硅酸盐微晶玻璃作为一种新型发光材料,具有良好的物理化学稳定性以及优于玻璃材料的发光性能,被应用于波导、激光、白光LED等领域[7].实验室前期以黄磷炉渣为原料,成功制备了Tb3+掺杂黄磷炉渣绿色荧光微晶玻璃,为黄磷炉渣在发光领域的应用提供了理论支持.但Tb元素价格相对较高,大量添加势必增加微晶玻璃成本,使黄磷炉渣资……

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