SrO-CeO2体系化合物的固相反应机理及光谱特性研究

SrO-CeO2体系化合物的固相反应机理及光谱特性研究

论文摘要

以SrCO3和CeO2为原料,采用XRD和TG/DTA分析技术研究了SrO-CeO2体系化合物的物相形成过程。结果发现,当灼烧温度低于950℃时,原始粉料只反应生成Sr2CeO4;而当灼烧温度高于950℃时,在反应的初始阶段,原始粉料中同时出现SrCeO3和Sr2CeO4物相。SrCeO3和Sr2CeO4物相分别存在着两种形成机制,当温度高于1000℃时,SrCeO3,由SrO和CeO2直接反应生成,而Sr2CeO4则由SrCeO3和SrO反应生成;当温度低于950℃时,Sr2CeO4由SrO和CeO2直接反应生成,而在950℃附近SrCeO3则由Sr2CeO4和CeO2反应生成。依据这些实验结果,给出了SrO-CeO2体系固相反应规律,并澄清了有关文献上的一些错误结果。利用高能球磨与反应烧结合成了Sr2CeO4荧光粉,高能球磨粉料在850℃即可反应生成Sr2CeO4,在1200℃灼烧2小时可得到单一物相的Sr2CeO4多晶粉末。 利用高温固相反应法分别合成了不同物相形成机制的Sr2CeO4、Sr2CeO4:Ca2+和Sr2CeO4:Ba2+样品,并对其光谱特性进行了研究。结果发现,对于由SrO和CeO2直接反应生成的Sr2CeO4(Ⅰ),激发主峰位于256nm左右;而对于SrCeO3和SrO反应生成的Sr2CeO4(Ⅱ),激发主峰位于279nm左右;在Sr2CeO4(Ⅰ)中掺入Ca2+,其激发光谱随着Ca2+离子浓度的增加逐渐接近于Sr2CeO4(Ⅱ)的激发光谱。激发主峰带应属于CeO6八面体终端Ce4+-O2-键的电荷迁移带。对于激发光谱中340nm左右的弱激发峰,其峰值波长不受形成机制及Ca2+掺杂的影响,只是其强度随着激发主峰的红移而增加,它可能属于CeO6八面体平面上Ce4+-O2-键的电荷迁移带。形成机制及Ca2+掺杂对发射光谱没有影响。Sr2CeO4的发射光谱是一个宽带,最大峰位于465nm左右。Ca2+在Sr2CeO4(Ⅱ)与Ba2+在Sr2CeO4(Ⅰ)和(Ⅱ)中均难于替代Sr2+的位置。 以SrCO3和Eu2O3为原料,采用高温固相反应法在空气气氛中合成了一种新的Eu和Sr的复合氧化物。利用XRD、TG/DTA和荧光光谱等测试手段对该种新物相的组成和发光性质进行了研究。XRD结果显示,该种物相的分子式组成为SrEu2O4。荧光光谱测试结果表明,SrEu2O4存在一个双峰结构的Eu3(+)-O2-电荷迁移带,峰值分别位于257nm和280nm;在紫外光激发下,SrEu2O4以5DO→7F2电偶极发射跃迁(618nm)为主导地位,发出强的红光。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 目录
  • 第1章 绪论
  • 1.1 发光及发光材料
  • 1.2 稀土金属离子的跃迁
  • 3+离子的光谱特点'>1.3 Ce3+离子的光谱特点
  • 4+在铈酸锶(Sr2CeO4)中的发光'>1.4 Ce4+在铈酸锶(Sr2CeO4)中的发光
  • 4+发光的发现及其研究现状'>1.4.1 Ce4+发光的发现及其研究现状
  • 2CeO4的结构'>1.4.2 Sr2CeO4的结构
  • 2CeO4发光材料的制备方法'>1.4.3 Sr2CeO4发光材料的制备方法
  • 1.5 本论文的主要工作
  • 2体系化合物的合成与反应机理'>第2章 SrO-CeO2体系化合物的合成与反应机理
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验方法
  • S2CeO4的合成和结构'>2.3 SrS2CeO4的合成和结构
  • 3/CeO2混和粉料的TG/DTA分析'>2.3.1 SrCO3/CeO2混和粉料的TG/DTA分析
  • 2CeO4'>2.3.2 研钵研磨粉料合成Sr2CeO4
  • 2CeO4'>2.3.3 高能球磨粉料合成Sr2CeO4
  • 2CeO4的结构'>2.2.4 Sr2CeO4的结构
  • 2CeO4:M2+(M=Ca,Ba)样品的合成与结构'>2.3.5 Sr2CeO4:M2+(M=Ca,Ba)样品的合成与结构
  • 3物相的形成机制及其结构'>2.4 SrCeO3物相的形成机制及其结构
  • 3物相的形成机制'>2.4.1 SrCeO3物相的形成机制
  • 3的结构'>2.4.2 SrCeO3的结构
  • 2体系的固相反应规律'>2.5 SrO-CeO2体系的固相反应规律
  • 4的光谱特性研究'>第三章 SrCeO4的光谱特性研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验方法
  • 2CeO4光谱特性的影响'>3.3 原始粉料处理方式对Sr2CeO4光谱特性的影响
  • 2CeO4物相形成机制对光谱特性的影响'>3.4 Sr2CeO4物相形成机制对光谱特性的影响
  • 2+/Ba2+的Sr2CeO4样品的光谱特性'>3.5 掺Ca2+/Ba2+的Sr2CeO4样品的光谱特性
  • 2CeO4电荷迁移发光的光谱结构规律'>3.6 Sr2CeO4电荷迁移发光的光谱结构规律
  • 2O4的合成与光谱特性'>第4章 Sr和Eu复合氧化物SrEu2O4的合成与光谱特性
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验方法
  • 4.3 样品的合成与结构
  • 4.4 TG/DTA分析
  • 2O4的光谱性质'>4.5 SrEu2O4的光谱性质
  • 第5章 结论
  • 参考文献
  • 攻读学位期间发表及即将发表的学术论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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