长余辉发光机理图
长余辉材料的发光机理及结构特点
技术应用与研究2017·0854Chenmical Intermediate当代化工研究元素为的角度，考察分析了其对松木屑与褐煤共气化特性的影响，得出以下结论：(1)褐煤的气化终温要高于松木屑和脱灰松木屑，松木屑单独气化的TG-DTG曲线与脱灰松木屑的曲线大部分重合。
(2)通过对松木屑酸洗脱灰处理可以发现，松木屑灰成分中的碱金属成分在共气化过程中的焦炭气化阶段良好具有催化效果。
(3)通过负载高浓度碱金属K催化剂可以大幅提高反应速率，降低反应终温。
(4)松木屑与褐煤共气化实验进行动力学分析可以发现，木屑灰成分的存在可以降低气化段反应活化能，添加5%浓度的碱金属催化剂相当于增加了灰分量，催化效果更佳明显。
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长余辉发光材料
4、长余辉发光的应用
（1）传统的“夜光粉” 长余辉发光材料由于撤除光照后在黑暗中能较长时
间的发光，所以人们将这种材料通俗地称为“夜光粉”。 传统的夜光粉有两大类：硫化物型和放射线激发型。硫 化物型包括ZnS、CaS等，这类材料化学性能相对而言不 太稳定，在水分和紫外线的作用下容易水解或光解。
②一些电子在受激时落入陷阱中心被束缚光照撤除后 ， 受环境温度的扰动，束缚于陷阱的电子跳出陷阱落到 基态，释放的能量激发发光中心形成发光。
③束缚于陷阱的电子逐渐跳出陷阱，因此发光表现为 一个长时间的过程，即形成了长的余辉。
3、光能的释放
光能的释放（发光过程）
发光的形式有两种：
1）升高温度时，发光体释出的光叫热释光。其发 光强度对温度的关系叫做热释光曲线。所得光 和（总光能）叫做热释光和。
2、发光原理
发光的衰减有赖于电子进入导带后的行为陷阱在发 光的弛豫过程中起非常重要的作用
—俘获电子 —热骚动的作用下放出电子 —可能同时存在多种陷阱 —发光的衰减是多种衰减过程的总和
基本发光原理是：
①在材料制备的过程中，掺杂的元素在基质中形成发 光中心和陷阱中心，当受到外界光激发时，发光中心 的基态电子跃迁到激发态，当这些电子从激发态跃迁 回基态时，形成发光。
5.4燃烧法
该法是针对高温固相法制备中的材 料粒径较大, 经球磨后晶形遭受破 坏, 而使发光亮度大幅度下降的缺 点而提出的。1990 年印度学者 首 次报道了用该法合成的长余辉发光 材料。
5.5共沉淀法
共沉淀法与高温固相法相比, 优点是可制备出活性 大、颗粒细和分布均匀的坯料, 并且可以优化材料 结构和降低烧结温度。沉淀法是指在包含一种或 多种离子的可溶性盐溶液中, 加入沉淀剂( 如OH- 、 C2O42- 、CO32-等) 或在一定温度下使溶液发生水解 后, 形成的不溶性氢氧化物、水合氧化物或盐类从 溶液中析出,并将溶剂和溶液中原有的阴离子洗去, 经热分解或脱水得到所需的氧化物粉料的方法。 共沉淀法是指含多种阳离子的溶液中加入沉淀剂 后, 所有离子完全沉淀的方法, 它又可分为单相共 沉淀法和混合物共沉淀法。
无机功能材料-长余辉发光材料
图解：
注： S为发光体贮存的光能 t 为时间
2.1 热释光
低温下激发 荧光完全消失后，慢慢地升高温度 影响因素：陷阱的个数、陷阱的深度
2.2 光致释光与光致猝灭
含有深陷阱杂质的荧光粉激发后，再用红 外或红光照射，会出现： 发光强度增强——光释发光
（Photostimulation） 发光强度减弱——光致猝灭
5.6其它方法
除上述几种方法外, 还有化生产中具有不可替代 的地位。
6、对长余辉发光材料的个人看法
长余辉发光材料是光致发光材料中的一个重要分支,长余 辉发光材料在人类生活中起着不可或缺的作用，不管是生 活用品、建筑用品对长余辉发光材料都非常“器重”。 经过我查阅过的文献，始终不能给长余辉发光材料的发光 原理给出一个一致而且明确的定义，可想而知，长余辉发 光材料还有很长一段研究旅程。 而自九十年代发现该材料开始，人们一直很看重该材料的 研究，无论是对该材料的原理研究、还是制备、改进等等， 很多研究都取得非凡的进步，我相信，在未来，长余辉发 光材料将继续被改进，继续在人类生活中发光发热。 但毕竟长余辉发光材料里含有不少放射性物质，我相信， 对人体和环境都造成一定的危害，希望化学家们在改进性 能的同时能照顾环境，使新型化学用品能够真正造福人群。
余辉性能提高到CaS：Eu 的六倍以上水平, 而且化学稳定性好, 长时间不分解, 是长余 辉行业的又一进步( 分别标记为RO、REO, 发射光谱峰值分别为630nm 和626nm)
5、长余辉发光材料的制备
5.1 高温固相合成法 5.2溶胶-凝胶( So-l gel) 法 5.3水热合成法 5.4燃烧法 5.5共沉淀法 ……
发光原理
定义：在阳光和紫外线照射停止后仍能发 光，并具有较长余辉时间的材料。
关于长余辉材料的发光分析
关于长余辉材料的发光分析摘要：长余辉材料具有长余辉现象，即在停止一定波长的高能电磁波辐射以后，物质自身仍然能发射可见光数秒至数个小时的现象。
因此，长余辉材料也是一种潜在的绿色储能材料，非常有研究的意义。
传统的长余辉材料分为有机和无机两类，其中无机长余辉材料，也是本次课题的研究对象。
尽管自20世纪末，人们已经注意到了无机长余辉材料，但是进展仍是缓慢的。
如今无机长余辉材料面临着三大难题，①发光机理不确定；②红光长余辉材料较为匮乏；③在实际环境中容易受影响，应用上存在困难。
近年来长余辉材料的研究取得了很大的进展，然而，其背后的机理仍然是有争议的主题。
在这篇综述中，我们将主要介绍长余辉材料的发展历史、发光分析以及将来可能应用的前景。
关键词：发光材料长余辉荧光粉MgGeO3我们熟知的发射蓝光和绿光的长余辉材料无论是实验设计还是制备工艺都比较成熟了，例如，B.M等人利用固相法制备的SrAl2O4:Eu2+，Dy3+晶体可以发射很强且较长余辉寿命的绿光；Lin等人通过陶瓷合成法生长的Sr2MgSi2O7: Eu, Dy晶体发射的蓝光寿命可高达十多个小时[1]。
[YUANHUA LIN, 2001 #23]然而发射红光及近红外可见光的长余辉材料种类还是比较匮乏，且其光学性能也有待提高，因此，寻找稳定发射红光的长余辉材料非常迫切。
在近年来引起人们广泛注意的生物有机组织成像方面，近红光对有机组织的伤害小，穿透能力强，并且具有高的信噪比（信号值与影响它的表示精度的破坏性噪声的比值，比值越高，表示信号越不容易受到干扰）因此发射近红外光的长余辉材料也是作为光学探针的首选[2]。
过去二十年中，硫化物例如MS(M指Ca，Zn等)经常被作为基质，掺入Mn，Eu等过渡金属和稀土元素来改良这些长余辉材料的光学性能，使其发射红光，并提高其亮度和余辉寿命，但是硫化物的物理化学性质不稳定，易潮解且有毒性，不适合作为发光基质[3-4]。
Lin最先发现Dy，Mn共掺的Mg2SiO4可以发射红色长余辉；Zhang和Zhiping先后在Sr3Bi(PO4)3基质中掺入微量的Eu，Sm来获得发射红光的长余辉磷酸盐，并改变其稀土离子的含量，来取得发光强度最大的最优掺杂配比。
余辉发光原理
余辉发光原理嘿，你有没有在夜晚看到过那种有点神秘的余辉呀？就像太阳落山后，天边还留着那一抹淡淡的光亮，或者是某些物体在光照之后，光线消失了还能有那么一点微弱的光在闪烁。
这余辉到底是怎么一回事呢？今天呀，我就来和你好好唠唠这余辉发光的原理。
我有个朋友叫小李，有一次我们晚上出去散步。
他突然指着远处一个刚关了灯的大楼说：“你看，那楼好像还在发光呢，有点像鬼火一样，怪吓人的。
”我就笑他胆小，然后跟他说：“这可不是什么鬼火，这是余辉呢。
”他就特别好奇，拉着我问个不停。
其实呀，要理解余辉发光的原理，我们得先了解一下光和物质的相互作用。
你看啊，光是一种能量，当它照射到物质上的时候，就像一个小客人去敲物质这个“大房子”的门。
物质呢，它可不是铁板一块，它里面有好多小单元，就好比房子里住着好多小居民。
这些小居民在接收到光这个小客人带来的能量后，就会变得兴奋起来。
对于一些材料来说，当光照射上去的时候，里面的电子就像被叫醒的小懒虫。
它们会从自己原本的低能量状态跃迁到高能量状态，就好像从自己的小矮凳一下子跳到了高椅子上。
这时候呢，物质就吸收了光的能量。
可是啊，这些兴奋的电子不可能一直待在高能量状态呀，它们就像玩累了的小孩子，总是要回家的。
当它们从高能量状态回到低能量状态的时候，就会把之前吸收的能量以光的形式再释放出来。
这就是余辉产生的一个很基本的过程啦。
再来说说磷光材料吧。
这磷光材料可就更有趣了。
我之前看过一个科学家做的小实验，他拿着一块磷光材料在强光下照射了一会儿，然后把灯一关。
哇塞，那磷光材料就发出了很明显的余辉。
这磷光材料里的电子就像是一群调皮的小精灵。
当光照过来的时候，它们欢快地吸收了能量，然后呢，在回到低能量状态的时候，它们可不像别的材料里的电子那么着急。
它们会在中间的某个状态稍微停留一下，就像小精灵们在半路上发现了一个好玩的小角落，要在那里玩一会儿才肯继续回到自己的家。
这个停留的过程就使得磷光材料的余辉能够持续比较长的时间。
稀土元素掺杂长余辉发光材料研究的最新进展 (2)
是一
从三原色的角度考虑， 将长余辉颜色为红、 绿、 蓝的材料按一定比例混合， 就可以得到任意一种颜 色的长余辉材料， 但要求这三种材料必须化学性 质、 余辉的强度、 衰减时间类似， 否则混合材料的余 辉颜色在衰减过程中就会发生变化。现在已知的 性能 最 好 的 绿 色 长 余 辉 材 料 是 S rA l 2 0 4 I EL ， 3+ ， 2 + 蓝色长余辉材料是 C Dy aA l 2 0 4I EL ， Nd3 + 。然
现在已知的性能最好的绿色长余辉材料是sral3蓝色长余辉材料是caal而目前商品化的红色长余辉材料几乎全部是硫化物体系已知的最好的红色长余辉粉末材料y202sielmgti其余辉时间也只有5h种性能优异的红色长余辉材料是当前长余辉材料研究中一个亟待解决的问题
第24 卷
第1 期
发
光
学
报
VOl. 24
NO .1
人们研究较早的长余辉材料是硫化物材料，
［ 19 ， 20 ］ 如碱土硫化物、 硫化锌等 。但是硫化物长余
收稿日期： 2002- 09- 20 ；修订日期： 2002- 10- 16 基金项目：国家重点基础研究规划 （G1998061306 ） 和吉林省重大攻关项目 （ 资助项目 20020601 ） 作者简介：李成宇 （ ，男，安徽淮北人，博士，主要从事稀土新材料研究。 （E 1973 - ） - mail ： cyli ! ciac .jl .cn ， T el ： 0431- 5262208 ） （苏锵） ； （邱建荣） !：通讯联系人； suCiang ! ciac .jl .cn Ci ujianIOng ! yahOO .cO
长余辉发光材料的应用
长余辉发光材料的应用
长余辉发光材料是一种特殊的材料，可以在光源关闭后继续发光一段时间。
长余辉发光材料的应用非常广泛，其中一些典型应用包括：
1.紧急疏散标识
长余辉发光材料可以应用于安全标识和紧急疏散标识，例如灭火器、安全门、应急出口等，在灯光照明故障或停电情况下仍然能够清晰地指示出来，防止因灯光故障或停电而导致的紧急情况中的安全隐患。
2.航空航天领域
在航空航天领域，长余辉发光材料可以应用于指示仪器、仪表与救生设备上。
在黑暗中，使用这种发光材料，可以让仪器、仪表与救生设备等设备在黑暗中一目了然，提高安全性和适应性。
3.建筑、装饰和艺术设计领域
在建筑、装饰和艺术设计领域，长余辉发光材料可以应用于创建独特的、灵活性高的照明效果，营造出神秘、奇异、梦幻的氛围，替代传统的照明方式，并且耗能低，具有环保性。
4.防伪领域
在防伪领域，长余辉发光材料可以利用其在黑暗中发光的特性，与安全标识、身份证件等材料结合使用，从而可以有效地增强防伪性能。
5.玩具、文具等消费品领域
在玩具、文具等消费品领域，长余辉发光材料可以通过与彩色材料的结合，制成发光笔、发光贴纸、发光飞盘等，充分发挥消费品的潜力，丰富人们的生活和娱乐方式。
总之，长余辉发光材料具有广泛而优越的应用前景，可以在很多不同的领域中为人们的生产、生活和娱乐提供更加安全、适宜、环保等方面的服务。
长余辉材料
2、材料制备
目前长余辉发光材料的合成方法主要有高温固相法、化学共沉淀法、溶胶凝胶法、微波合 成法、燃烧法、水热（溶剂）合成法等。其中高温固相法是发光材料行业中传统的也是目
前最主要的制备方法,生产工艺比较成熟，但是焙烧温度高(1100~1400℃)，反应时间长
(2~3h），产品冷却需要较长的时间，产物的硬度大，要得到适于应用的粉末状材料，就必
长余辉材料
长余辉发光材料简称长余辉材料，又称夜光材料。它是一类吸收太阳或人工光源所产 生的光发出可见光，而且在激发停止后仍可继续发光的物质。具有利用阳光或灯光储光， 夜晚或在黑暗处发光的特点，是一种储能、节能的发光材料。长余辉材料不消耗电能，但 能把吸收的自然光储存起来，在较暗的环境中呈现出明亮可辨的可见光，具有照明功能， 可以起到指示照明的作用，是一种“绿色”光源材料。尤其是稀土激活的碱土铝酸盐长余 辉材料的余辉时间可达 12h 以上，具有白昼蓄光、夜间发射的长期循环蓄光、发光的特点， 有着广泛的应用前景。
余辉时间，对人体和环境有危害，而在铝酸盐体系中这是不需要的。 但铝酸盐长余辉材料也具有如下缺点：发光颜色单调，合成温度高，发射光谱主要集
中在 440—520nm 范围之间；遇水不稳定。
（3）硅酸盐基
采用硅酸盐为基质的长余辉材料，由于硅酸盐具有良好的化学稳定性和热稳定性，同 时原料 SiO2 廉价、易得，近些年来越来越受人们重视，并且这种硅酸盐材料广泛应用于照 明及显示领域。自从 1975 年日本首先开发出硅酸盐长余辉材料 Zn2SiO4:Mn,As，其余辉 时间为 30min。
须球磨，耗时耗能，且粉体发光亮度衰减严重。
3、长余辉发光材料分类
（1）硫化物体系 发蓝紫光的 CaS：Bi，发黄光的 ZnCd：Cu。硫化物系列发光材料主要包括硫化锌、硫化