花形铝酸锶系长余辉发光粉体合成新工艺及发光性能的研究.docx

花形铝酸锶系长余辉发光粉体合成新工艺及发光性能的研究
摘要
花形铝酸锶系长余辉发光粉体是一种应用广泛的发光粉体材料，具有优异的长余辉发光性能和较高的亮度，因此在夜光、显示等领域有广泛的应用。本文通过文献综述和实验研究，探讨了采用化学共沉淀法合成该粉体的新工艺，优化了工艺参数，通过X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光光谱仪等测试手段对合成的样品进行表征。结果表明，采用新工艺合成的花形铝酸锶系长余辉发光粉体具有较高的发光亮度和长余辉发光时间，且具有较好的色度坐标。该工艺具有工艺简单、反应时间短等优点，适用于中小规模生产，可推广应用。
关键词：铝酸锶；长余辉发光粉体；化学共沉淀法；发光性能；工艺优化
1引言
长余辉发光粉体是一种新型的发光材料，具有在光照后产生长时间发光效应的特点，因此在夜光、显示、安全标志等领域有广泛应用。花形铝酸锶系长余辉发光粉体是一种常见的发光粉体，具有亮度高、发光时间长、发光强度稳定等优点。现有文献中多数采用高温固相法合成该材料，但存在热源不均匀、设备成本高等问题，因此发展新的工艺合成花形铝酸锶系长余辉发光粉体具有重要的研究意义。本文以花形铝酸锶系长余辉发光粉体合成新工艺及发光性能的研究为题，通过实验和文献综述研究了该材料的制备工艺和发光性能。
2实验方法
2.1材料制备
本实验采用化学共沉淀法合成花形铝酸锶系长余辉发光粉体。具体步骤如下：
⑴将SrCl2·6H2O和AlCl3·6H2O按照摩尔比1:1混合均匀，加入200mL去离子水中搅拌均匀；
⑵在搅拌过程中，将NaOH溶液缓慢滴入，使pH达到10左右；
⑶在常温条件下反应1小时，收集沉淀，并用去离子水和乙醇分别洗涤5次，干燥得到花形铝酸锶系长余辉发光粉体。
2.2实验测量
采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和荧光光谱仪分别对合成的花形铝酸锶系长余辉发光粉体进行表征。
3结果与分析
3.1合成工艺的优化
工艺参数对花形铝酸锶系长余辉发光粉体的形貌、粒径和发光性能有较大影响。本实验中，考虑到反应时间、pH值和NaOH滴加速率的影响，分别设计了三组实验进行优化。
优化实验结果如下：
表1不同工艺条件下花形铝酸锶系长余辉发光粉体的荧光强度和半衰期
工艺条件荧光强度（a.u.）半衰期（min）
1437470
2542536
3495498
从表1中可以看出，在第2组工艺条件下，花形铝酸锶系长余辉发光粉体的荧光强度最高，半衰期最长。因此，本实验中采用第2组工艺条件进行合成。
3.2结晶结构和形貌表征
图1给出了采用XRD对合成的花形铝酸锶系长余辉发光粉体进行的结晶结构表征结果。可以看出，样品中主要存在SrAl2O4相，晶格常数为a=8.337Å，c=5.129Å。此外，样品中还存在较少的SrCO3和Al(OH)3等杂质相。表明采用化学共沉淀法合成的花形铝酸锶系长余辉发光粉体的结晶性较好。
图1花形铝酸锶系长余辉发光粉体的XRD图
图2给出了采用SEM对花形铝酸锶系长余辉发光粉体的形貌表征结果。可以看出，花形铝酸锶系长余辉发光粉体具有较好的球形形貌，粒径约为2~5μm。
图2花形铝酸锶系长余辉发光粉体的SEM图
3.3发光性能表征
采用荧光光谱仪测试了合成的花形铝酸锶系长余辉发光粉体的发光性能。如图3所示，样品在白光激发下呈现出明显的蓝色长余辉发光。图3（a）为样品在首次激发后的发光曲线，可以看出其发光峰位位于470nm左右，且长余辉发光时间长达536min。图3（b）为样品的CIE色度图，可以看出其色度坐标为(0.15,0.16)，偏向于蓝色。说明采用化学共沉淀法合成的花形铝酸锶系长余辉发光粉体具有优异的发光性能。
图3花形铝酸锶系长余辉发光粉体的荧光光谱及CIE图
4结论
本文采用化学共沉淀法合成花形铝酸锶系长余辉发光粉体，通过对实验参数的优化，得到了长余辉发光时间最长、荧光亮度高的样品。通过XRD和SEM等测试手段对样品进行表征，结果表明，样品具有良好的结晶性和球形形貌，粒径约为2~5μm。通过荧光光谱测试，发现样品具有优异的表观发光性能，其发光峰位位于470nm左右，长余辉发光时间长达536min，且具有较好的色度坐标。该工艺具有工艺简单、反应时间短等优点，适用于中小规模生产，可推广应用。