新型碱土金属氯铝酸盐白色长余辉发光材料发光性能研究

The long afterglow phosphors are low power consumption and environment-friendly luminescent materials, which can be applied on illumination of weak light, emergency mark, etc. Little attention was paid on the white light long afterglow phosphors,compared with the single color long afterglow phosphors.In generally, the white light can be obtained by mix red, green and blue luminescent materials. However, this method shows the following shortcomings for pareparing the white light long afterglow phosphors:1) the ration of red, green and blue phosphors must be controlled very accurately;2) the white light will have some shift during the white light decays. In order to solve these problems, we raised to investigate one novel white light long afterglow phosphor. The research content consist of the following three parts: 1）To design and prepare the alkaline-earth chlorine aluminates phosphors doped with Eu2+ and Ce3+ ions, and investigate their photoluminescent properties;2）To prolong the afterglow time by introducing the Dy3+ or Nd3+ ions, and study the mechanism of long afterglow; 3）To investigate the application on illumination of weak light for the white light long afterglow phosphors.

长余辉发光材料是一种节能、环保型材料，可被广泛应用于弱光照明、应急指示标志等领域。同单一颜色的长余辉发光材料相比，适用于弱光照明的白色长余辉发光材料的研制却刚刚起步。白色光可通过混合红、绿、蓝三基色发光材料得到，但这类方法用来制备白色长余辉发光材料存在很多技术难题：1）需要精确控制各荧光粉的比例；2）各荧光粉余辉时间、余辉亮度不同，导致荧光粉在其衰减过程中白光会偏色。而单一基色的白色长余辉发光材料则可以避免这些问题，故本项目提出研究新型单一基质的白色长余辉发光材料，开发出具有自主知识产权的夜间弱光照明用白色长余辉发光材料。主要研究内容：1）设计并合成新型Eu2+、Ce3+共掺杂的碱土金属氯铝酸盐系列白色长余辉发光材料，研究其发光性能；2）利用Dy3+、Nd3+等稀土离子延长碱土金属氯铝酸盐白色长余辉发光材料的余辉时间，并研究长余辉发光机理；3）白色长余辉发光材料在弱光照明上的应用研究。

长余辉发光材料是一种可以储存能量并缓慢释放出可见光的绿色环保型材料，可被广泛应用于弱光照明、应急指示标志等领域。现阶段研究较成熟的长余辉发光材料主要还是以单色光为主，而最适宜于用作照明光源的白色长余辉发光材料的研制却刚刚起步，因此我们提出研究新型单一基质白色长余辉发光材料，开发具有自主知识产权的弱光照明用白色长余辉荧光粉。主要研究内容：（1）设计并合成碱土金属氯铝酸盐Sr3Al2O5Cl2基质，最后确定此类碱土金属氯铝酸盐基质的合成优化条件。（2）以Eu2O3为原料合成出Sr3Al2O5Cl2: Eu2+,Ln3+ (Ln3+ = Dy3+、Nd3+)系列橙红色长余辉荧光粉，研究了它们的结构、室温发光性能以及余辉性能，并讨论了样品余辉产生机制及余辉产生模型。在紫外光激发下，样品具有很强的橙红光发射（最强发射峰位于~ 590 nm），余辉时间约为2小时。随后我们利用各种辅助金属离子如Y3+ 、La3+、 Pr3+、 Bi3+、 Yb3+等来提高此类来提高此类长余辉荧光粉的陷阱数量和深度，为提高样品的发光亮度和余辉探究提供参考。最后我们通过引入F-、Br-等阴离子部分来微调微调的配位环境，改善样品的发光性能和余辉性能。（3）以EuCl3•6H2O替代Eu2O3合成出Sr3Al2O5Cl2: Eu2+,Ln3+ (Ln3+ = Dy3+、Nd3+、Tm3+)系列白红色长余辉荧光粉，相比于利用Eu2O3所合成的样品，以EuCl3•6H2O为原料所得到的样品不但存在~ 590 nm处的橙红光发射，还在~450 nm出现了Eu2+的另一个格位的发射，两者复合可得到 理想的白光发射。并且其余辉发射光谱不随时间的改变而改变，余辉时间长达1.5小时。随后我们利用热释光谱研究了样品的陷阱种类及陷阱深度。（4）我们将所制备出发光效率高的白色长余辉荧光粉制作成发光塑料及白光LED器件，并研究此类白色长余辉荧光粉在近紫外光LED芯片上的发光性能，探讨其应用前景。.本项目研究严格按照项目的计划进行。目前发表以第一作者或通讯作者发表SCI论文18篇；EI论文1篇；国内一般期刊论文2篇；申请发明专利13项，获授权1项。参加国内学术会议15人次，指导8人硕士论文，目前指导在读硕士研究生6名。.