Gd₂O₂SO₄:Tb³⁺纳米荧光粉的共沉淀合成及光致发光

黄婷¹，许广西¹，连景宝^1,2，吴念初^1,2，张雪^1,2，何娇^1,2

1. 辽宁石油化工大学机械工程学院2. 辽宁石油化工大学新型功能材料实验室

摘 要：以L-半胱氨酸为硫源,通过共沉淀法成功合成了Gd₂O₂SO₄∶Tb³⁺纳米荧光粉。采用X射线衍射（XRD）、差热热重分析（DSC-TG）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）和光致发光（PL）光谱对产物的结构、形貌和发光性能进行表征。研究pH值、反应物的摩尔比和Tb³⁺浓度对产物相组成、形貌和发光性能的影响。结果表明,当Gd³⁺∶SO₄^2-=2∶3、pH=7.5时,合成的前驱体在800℃煅烧2h可获得单相Gd₂O₂SO₄纳米粉体。该粉体呈近球形,团聚较严重,平均粒径约为30nm。在230nm紫外光激发下,Gd₂O₂SO₄∶Tb³⁺纳米荧光粉具有优异的发光性能,主发射峰位于544nm,归属于Tb³⁺的⁵ D₄→⁷F₅跃迁。当Tb³⁺浓度达到12%时,Gd₂O₂SO₄∶Tb³⁺发光强度达到最大值。Gd₂O₂SO₄∶Tb³⁺衰减过程符合双e指数衰减行为,对应的荧光寿命为τ1=0.177μs,τ2=0.119μs。

关键词：硫酸氧化钆;纳米荧光粉;共沉淀法;光致发光;