3-稀土发光材料的制备化学
铕(Ⅲ)配合物的合成及发光性能研究
Ｌ１ 铕 （Ⅲ）配合物 的合成 氯 化 铕 （ＥｕＣ１。·６Ｈｚ０）的纯 度 为 ９９．９９ ，苯 甲酰 丙 酮
（ＢＡ，ｂｅｎｚｏｙｌａｃｅｔｏｎｅ），１，１０一邻菲 咯啉 （Ｐｈｅｎ，１，１０一ｐｈｅｎａｎ— ｔｈｒｏｌｉｎｅ），２，２’。联 吡啶 （ｂｉｐｙ，２，２’ｂｉｐｙｒｉｄｙ１），三 苯基 氧磷 （ＴＰＰＯ，ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｐｈｏｓｐｈｉｎｅ ｏｘｉｄｅ）及 其他试剂均为分析纯 。
配体外 ，还需要满足多配位的第二配体 ，第二 配体 的引入 影 响铕配合物的发光效率 和发光强度［６］。
为了提高稀 土配合物 的发光效率和发 光强度 ，第二 配体 的选择非常重 要。目前 ，很多研究 工作主 要集 中在 选择 、设 计和合成新 型配体 ，提 高稀土 配合 物 的发光效 率［ ＿９ｌ。其 中 对它们进 行能量传 递 、电子转 移和 光学 性质 的研 究很 有意 义ｒ】 。本文合成 了以苯 甲酰丙 酮为第 一配体 的铕 （Ⅲ）配合 物 ，研究 了第二配体对铕 （ＵＩ）配合物发光性 能 的影 响。通过 光谱 分析 ，表明第 二配体主要通过能级结构影 响铕配合物 的 发光特性 。
， 再 由无辐射跃 迁将 能量传递 给稀 土离子 ，使稀土离子受 到激发跃迁 到激发态 ，当稀 土离子 由激发态 回到基态时产生 荧光。稀土配合物的发光主要取 决于 中心 离子 、能 级及配体 的结构 。铕配合物 的发光 主要来 自于 Ｅｕ抖 的 Ｉ）ｕ一 Ｄｚ的特 征发射峰 ，其发射峰位 于 ６１７ ｎＩｎ左 右 ，不 随配体 的不 同而 发 生改 变 。目前 研 究 最 多 的是 二 酮 类 、羧 酸 及 羧 酸 盐 类 配 体 ，这两类配体的三重态能级能够与 Ｅｕ什的。Ｄ０能级很好匹 配 ，有效 地将受激能量 传递给 中心离子 。同时 ，稀土 中心离 子倾 向于高配位数 ，除满足 电荷平衡的有机负离 子作 分析
稀土掺杂上转换发光材料的研究进展
稀土掺杂上转换发光材料的研究进展
贾松;王雪飞;史祎诗
【期刊名称】《工程研究（跨学科视野中的工程）》
【年(卷),期】2024(16)2
【摘要】上转换发光,一种呈现反斯托克斯位移特性的发光现象,主要通过稀土元素制备的材料来实现。
本文深入探讨了稀土掺杂上转换材料的发光机理,概述了常用的制备技术,并全面评述了其在生物医学、防伪技术、信息存储等多个领域的现有应用,同时展望了其在工程领域的潜在应用前景。
尽管上转换发光纳米材料在功能多样性方面表现出远超块状材料的显著优势,但其合成产率和发光效率仍存在挑战,处于相对较低水平。
逐步攻克这些难题,将有助于进一步拓宽上转换发光材料的应用领域。
【总页数】23页(P114-136)
【作者】贾松;王雪飞;史祎诗
【作者单位】中国科学院大学化学学院
【正文语种】中文
【中图分类】TB34
【相关文献】
1.稀土掺杂上转换发光材料的研究进展
2.稀土掺杂上转换发光纳米材料的研究进展
3.稀土掺杂上转换发光生物医用纳米材料的研究进展
4.荧光热增强型稀土掺杂上转换发光材料研究进展
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稀土配合物发光材料
稀土配合物发光材料摘要：本文首先介绍了稀土离子具有优良的光学、电学和磁学性质，尤其发光性能受到人们的广泛关注。
接着讲述了稀土光致发光配合物的研究进展，阐述了稀土配合物光致发光的基本原理。
在此基础上讨论了稀土配合物光致发光性能影响因素。
考虑到稀土荧光配合物的寿命短，寻找合适的配体通过天线效应制备稳定长寿命，这是未来发展的趋势。
然后介绍了稀土光致发光配合物在很多领域的应用。
为了让读者更好的理解稀土光致发光配合物，我们讲述了稀土铕和铽配合物电致发光的研究进展。
关键词：稀土离子，光致发光，配体，天线效应，稀土铕和铽配合物1.前言稀土离子作为一类特殊的无机离子具有优良的光学、电学和磁学性质，因此研究稀土配位化合物就显得尤为重要。
在这些性质中，稀土配合物的发光性能一直受到人们的广泛研究，并且目前在发光分子器件、荧光探针、电致发光器件等应用方面已成为人们关注的热点。
研究表明：配体向稀土离子的能量传递是实现稀土配合物发光的关键。
而多足配体具有合成简单、结构可调和共轭敏化基团可换等优点，便于调整配体的功能基团以实现配合物更好的荧光性质。
本综述报道了稀土光致发光配合物的发光原理、影响因素、研究进展及应用。
当分子或固体材料从外界接受一定的能量(外部刺激)之后，发射出一定波长和能量的现象称之为发光。
根据外部刺激(激发源)的方式可以把发光分为光致发光、电致发光、阴极发光、摩擦发光等。
下面我们将主要介绍研究较多的稀土有机配合物的光致发光。
从发光原理来讲，无论是何种外界刺激都是使分子从基态激发到激发态，而这种激发态不是一种稳定的状态，需要通过某种途径释放出多余的能量后回到稳定的基态，如果这个释放能量的途径是以辐射光子的形式来实现的就会产生发光现象。
2.稀土光致发光配合物的研究进展稀土配合物的光致发光现象早在上世纪40-50年代就已陆续地被观察到了，1942年，Weissmantl首先发现不同的β-二酮类铕(Ⅲ)配合物吸收紫外光后，出现了铕(Ⅲ)离子的特征线状发射。
稀土发光材料的制备化学
稀土氟化物溶解度比草酸盐溶解度小。
磷酸盐
稀土磷酸盐是重要的稀土盐类，是矿物存在的主要形式之一；
在pH为4.5的稀土溶液中加入磷酸钠可得到稀土磷酸盐沉淀； 稀土磷酸盐在水中的溶解度很小；
磷酸盐属于难风化矿物，硬度大，难以磨蚀；
稀土磷酸盐可用氢氧化钠溶液高温分解制得氢氧化物和磷酸钠，氢氧 化稀土进一步用盐酸溶液的方法制得氯化稀土。
稀土发光材料的制备化学
1.4 稀土化合物
硝酸盐
稀土元素的氧化物、氢氧化物以及碳酸盐溶1:1的硝酸中，蒸发结晶就可 得到水合硝酸盐RE2(NO3)3· nH2O，其中n=3,4,5,6，轻稀土的结晶水都是6。
稀土硝酸盐在水中的溶解度很大，易溶于乙醇、丙酮、乙醚和乙腈等极性 溶剂中；
表8 稀土硝酸盐在水中的溶解度
稀土发光材料的制备化学
1.4 稀土化合物
碳酸盐
稀土溶液中加入碳酸氢铵、碳酸铵或者可溶碳酸盐，就可能形成碳酸 稀土沉淀；稀土碳酸盐可溶于盐酸、硫酸和硝酸；加热分解生成氧化 稀土 稀土碳酸盐溶解度很小。
表4 稀土碳酸盐在水中的溶解度
稀土发光材料的制备化学
1.4 稀土化合物
硅酸盐
稀土硅酸盐化合物在自然界存在的形式已发现有36种之多，但具有工 业意义的矿物很少，仅有硅铍钇矿；
稀土元素的价态
稀土元素的正常氧化态是正三价，即电离掉(ns)2(n-1)d1或者(4f)1； 对个别稀土元素正好电离失去2个或者4个电子可使4f轨道呈现或者接近于 全空或半充满的稳定结构时，他们可能出现正二价或者正四价。
例如铈、镨和铽可呈现正四价态；钐、铕和镱可呈现正儿价态。
稀土元素的原子半径、离子半径及镧系收缩
稀土发光材料的制备化学
稀土发光材料
稀土发光材料稀土发光材料是一类具有特殊发光性能的材料，其发光机理主要是由于材料中的稀土离子在受激激发后发生跃迁而产生的。
稀土元素是指化学元素周期表中镧系元素和锕系元素，它们具有特殊的电子结构和能级分布，因此在材料中具有独特的光学性能，被广泛应用于发光材料领域。
稀土发光材料具有多种发光方式，包括荧光、磷光、发光等。
其中，荧光是指材料在受到紫外光等激发光源的照射后，产生可见光的现象。
而磷光是指材料在受到激发后，经过一段时间后才发出光线。
发光则是指材料在受到激发后能立即发出光线。
这些不同的发光方式使稀土发光材料在不同领域有着广泛的应用。
稀土发光材料在照明领域有着重要的应用。
由于其高效的发光性能和长寿命，稀土发光材料被广泛应用于LED照明、荧光灯、荧光屏等领域。
其中，LED照明是目前最为常见的应用之一，稀土发光材料在LED中起着至关重要的作用，能够提高LED的发光效率和色彩表现。
除了照明领域，稀土发光材料还在显示领域有着重要的应用。
例如，在液晶显示器中，稀土发光材料被用作背光源，能够提供均匀的背光效果，并且具有较高的亮度和色彩饱和度。
此外，稀土发光材料还被应用于激光显示、荧光屏等领域，为显示技术的发展提供了重要支持。
在生物医学领域，稀土发光材料也有着重要的应用。
由于其发光性能稳定、光谱范围宽，稀土发光材料被应用于生物标记、生物成像等领域。
利用稀土发光材料标记生物分子，能够实现对生物体内部结构和功能的高灵敏检测，为生物医学研究提供了重要的工具。
总的来说，稀土发光材料具有独特的发光性能和广泛的应用前景，其在照明、显示、生物医学等领域有着重要的作用。
随着科技的不断进步，稀土发光材料的研究和应用将会得到进一步的推动，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
稀土元素在发光材料中的应用
稀土元素在发光材料中的应用稀土元素是指在自然界中含量较少，具有独特的电子构型和能带结构的化学元素。
稀土元素由于其特殊的物理化学性质和良好的光学性能，被广泛应用于发光材料、光电器件、催化剂、磁材料等领域。
其中，在发光材料中占有重要地位，本文将着重探讨稀土元素在发光材料中的应用。
一、稀土元素的光学性能稀土元素由于其晶体结构中存在的稀土离子，使得其具有特殊的能带结构和电子能级分布。
这一点又决定了它们在发光材料中具有特殊的光学性能。
1. 显色性稀土元素在光谱上的激发带和发射带都集中在紫外和可见光谱区域内，而且能带分布较为分散，使得激发带和发射带之间的能量差比较小，从而具有较高的显色性和亮度。
这为发光材料的量子效率提供了保障。
2. 稳定性稀土元素的离子体积较大，极化度低，光谱结构稳定性较高，激发和发射光谱带的位置和强度基本不受环境因素的影响。
3. 窄线宽由于稀土元素离子的分子场效应的影响，其能级分布比较分散，发射光谱带突出，相邻的能级之间能量差比较小，使得发射带较窄，从而具有更好的颜色纯度和更高的发光效率。
二、稀土元素因其特殊的光学性能，被广泛应用于发光材料领域。
1. 稀土荧光材料稀土元素的激发和发射光谱分别在紫外和可见光谱区域，这为稀土元素作为发光剂提供了可能。
利用稀土元素在材料中的荧光性质，可以制备出多种稀土荧光材料。
例如，用铝、锶、硝酸和稀土离子作为原料，加入氧化铜，在高温下烧结制得的SrAl12O19:Eu2+荧光材料，该材料可通过调整Eu2+的浓度，得到蓝色或绿色光谱。
2. 稀土蓝宝石材料稀土元素在蓝宝石晶体中取代一部分铝离子，形成了稀土蓝宝石材料。
这些材料不仅具有纯天然蓝宝石的宝贵性质，而且还具有稀土元素的光学性质，可以发射出多种不同波长的光，应用于光学领域。
例如，使用Y3Al5O12：Ce3+、Tb3+、Mn4+制备的稀土蓝宝石材料，这种材料可以用于LED照明、荧光粉、荧光棒等多种场合。
3. 稀土发光纤维材料稀土元素发光纤维材料有着很好的应用前景。
稀土发光材料的综述
稀土发光材料的综述一．前言所谓的稀土元素,是指镧系元素加上同属IIIB族的钪Sc和钇Y，共17种元素。
这些元素具有电子结构相同，而内层4f电子能级相近的电子层构型、电价高、半径大、极化力强、化学性质活泼及能水解等性质，故其应用十分广泛稀土元素在发光材料的研究与实际应用中占有重要地位。
全球稀土荧光粉占全部荧光粉市场的份额正在逐年增加。
由于稀土发光材料具有优异的性能，甚至在某些领域具有不可替代的作用，故稀土发光材料正在逐渐取代部分非稀土发光材料。
目前，彩色阴极射线管用红粉、三基色荧光灯用蓝粉、绿粉和红粉，等离子显示屏用红粉、蓝粉，投影电视用绿粉与红粉，以及近几年问世的发光二极管照明的黄粉和三基色粉，全是稀土荧光粉。
稀土发光材料已成为信息显示和高效照明器具的关键基础材料之一。
我国是世界稀土资源最丰富的国家，尤其是南方离子型稀土资源(氧化钇)为我国稀土发光材料的发展提供了重要资源保障。
但多年来，我国虽是稀土资源大国，但不是稀土强国。
国家领导人非常重视我国稀土的开发利用工作，明确提出要把我国的稀土资源优势转化为经济优势。
稀土发光材料作为高新材料的一部分，为某些高纯稀土氧化物提供了一个巨大市场，而且其本身具有较高附加值，尤其是辐射价值更是不可估量，故发展稀土发光材料是把我国稀土资源优势向经济优势转化的具体体现。
二．稀土发光材料的合成方法稀土发光材料的合成方法包括水热合成法、高温固相合成法、微波合成法、溶胶——凝胶法、微波辐射法、燃烧合成法以及共沉淀法。
2. 1 水热合成法在水热合成中水的作用是：作为反应物直接参加反应；作为矿化剂或溶媒促进反应的进行；压力的传递介质，促进原子、离子的再分配和结晶化等[1]。
由于在高温高压下，水热法为各种前驱物的反应和结晶提供了一个在常压条件下无法得到的特殊的物理、化学环境,使得前驱物在反应系统中得到充分的溶解，并达到一定的过饱和度，从而形成原子或分子生长基元，进行成核结晶生成粉末或纳米晶[2]。
稀土发光材料的合成方法
稀土发光材料是一种重要的功能性材料，在照明、显示、医疗等领域有着广泛的应用。
其合成方法对于材料的性能和稳定性有着重要的影响。
下面将详细介绍稀土发光材料的合成方法。
一、溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种常用的合成稀土发光材料的方法。
该方法的基本原理是将含有稀土离子的前驱体溶液与有机溶剂混合，通过加热搅拌使前驱体溶液中的有机溶剂挥发，形成凝胶。
然后通过热处理或化学处理使凝胶中的有机物分解，得到纯净的稀土氧化物或稀土盐。
这种方法具有制备温度低、纯度高、粒径小等优点，但制备周期较长，成本较高。
二、沉淀法沉淀法也是一种常用的合成稀土发光材料的方法。
该方法的基本原理是将含有稀土离子的前驱体溶液与沉淀剂混合，通过调节pH值使前驱体溶液中的稀土离子沉淀下来，得到稀土沉淀物。
然后通过热处理或化学处理使沉淀物中的有机物分解，得到纯净的稀土氧化物或稀土盐。
这种方法具有制备温度低、纯度高、粒径小等优点，但制备周期较长，成本较高。
三、溶胶-凝胶-热分解法溶胶-凝胶-热分解法是一种综合了溶胶凝胶法和热分解法的合成方法。
该方法的基本原理是将含有稀土离子的前驱体溶液与有机溶剂混合，通过加热搅拌使前驱体溶液中的有机溶剂挥发，形成凝胶。
然后通过热处理使凝胶中的有机物分解，得到纯净的稀土氧化物或稀土盐。
这种方法具有制备温度低、纯度高、粒径小等优点，但制备周期较长，成本较高。
四、微乳液法微乳液法是一种基于微乳液的合成方法。
该方法的基本原理是将含有稀土离子的前驱体溶液与有机溶剂混合，形成微乳液。
然后通过调节pH值使前驱体溶液中的稀土离子沉淀下来，得到稀土沉淀物。
最后通过热处理或化学处理使沉淀物中的有机物分解，得到纯净的稀土氧化物或稀土盐。
这种方法具有制备温度低、纯度高、粒径小等优点，但制备周期较长，成本较高。
五、共沉淀法共沉淀法是一种常用的合成稀土发光材料的方法。
该方法的基本原理是将含有不同种类的稀土离子的前驱体溶液混合在一起，通过调节pH值使前驱体溶液中的稀土离子同时沉淀下来，得到混合稀土沉淀物。
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2 发光材料粉体的配比
以Ca5(PO4)3(F，Cl):Sb3+，Mn2+为例
CaHPO4——磷酸根和钙
CaCO3——钙离子 CaF2——氟离子、钙离子 CaCl2——氯离子、钙离子 Sb203——锑离子
占粉体总重
原 材 料
的摩尔比增加，ESb / EMn能量比降低； 而随着(Ca Mn ) / P增加，ESb / EMn能量比增大
3 高温固相过程：扩散-反应-成核-生长
关键：基质晶格的形成与激活剂的引入
在已有基质晶格中引入激活剂 ZnS:Ag 形成基质晶格的过程中同时完成掺杂过程 Zn2SiO4:Mn2+
决定固相反应的因素
内部因素 各反应物组分的能量状态，晶体结构，缺陷，形貌（包
括粒度、孔隙度、表面积等）
外部因素
反应物之间充分接触的状况，反应物受到的温度、压力
以及预处理的情况（如辐照、研磨、预烧、淬火等）， 反应物的蒸气压或分解压，液态或气态物质的介入等
注意事项
应将反应物粉细研磨至很细的颗粒，并使
Eu2+
加入过量的BaCl2作为助熔剂。在反应结束后再将多余
BaCl2洗去。
例二：Y3O3:Eu3+（加入助溶剂降低反应温度）
先将计算量的Y203和Eu2O3溶解在盐酸溶液中（或浓硝酸中）
再将钇和铕共沉淀为草酸盐，再加入NaCl助熔剂一起焙烧
反应温度可以从1400℃降低到1200℃
助溶剂的作用
成品
高温固相法优点：利用高温固相法合成荧光粉具有微晶质量优良 、表面缺陷少、发光效率高、操作简单利于工业化生产等优点。
缺点: 煅烧温度高、保温时间长、能耗高、对设备要求较高、粒 子易团聚、粒径分布不均匀、球磨可能会破坏激活剂所在的晶格位 置，使得发光性能下降。
高温固相法的影响因素
1 原 材 料 纯度
效果—— 降低固相反应温度，促进结晶
助溶剂未熔化
助溶剂熔化形成液相
ZnS颗粒尺寸与助溶剂和煅烧时间的关系.
(a) 卤化物助溶剂的熔点高于煅烧温度 (b)卤化物助溶剂的熔点低于煅烧温度
助溶剂的作用
例一： BaFCl : Eu2+（利用低熔原材料做助溶剂）
用BaCl2和BaF2及少量EuCl3在760℃反应制备BaFCl :
5)溶胶是否向凝胶发展，决定于胶粒间的作用力是否能够克服 凝聚时的势垒作用。因此，增加胶粒的电荷量，利用位阻效应 和利用溶剂化效应等，都可以使溶胶更稳定，凝胶更困难；反 之，则更容易形成凝胶。 6）通常由溶胶制备凝胶的方法有溶剂挥发、冷冻法、加入非 溶剂法、加入电解质法和利用化学反应产生不溶物法等。
表面处理保护荧光粉的一些实例
用硅酸钠溶液在ZnS荧光粉表面覆盖一层SiO2涂
层可以有效减弱在水蒸气和紫外光作用下变黑的
现象
在ZnS、（Zn，Cd）S荧光粉表面被覆磷酸盐涂
层防止焙烧工艺过程中氧化变色
ZnS:Ag荧光粉表面被覆磷酸盐涂层可有效防止
Cu2.2溶胶-凝胶法(Sol-Gel process)
第3章 稀土发光材料的制备化学
3.1 稀土发光材料的制备方法
3.2 稀土发光材料的表征方法
3.1 稀土发光材料的制备方法
近年来稀土发光材料以其良好的发光性能和稳定的 物理性质在发光材料中占有不可替代的位置，但随 着需求领域的扩展，对其提出了不同的要求。这就 需要不断改进荧光粉的某些性质如粒度，成分的均
匀程度，纯度，工业生产也要求降低成本，因此选
择合适的合成方法并加以改进显得尤为重要。下面
简单介绍一下几种合成方法以及目前使用软化学合
成方法在制备方面所取得进展。
3.1.1高温固相法(Solid State Recation) 高温固相法是制备荧光粉最早也是最常用的一种方法。 配料 混合 高温合成或还原 冷却至室温 粉碎 过筛
溶胶-凝胶合成法 （3）凝胶与溶胶是两种互有联系的状态。 1)乳胶冷却后即可得到凝胶；加电解质于悬胶后也可得到凝胶。 2)凝胶可能具有触变性：在振摇、超声波或其他能产生内应力 的特定作用下，凝胶能转化为溶胶。 3)溶胶向凝胶转变过程主要是溶胶粒子聚集成键的聚合过程。 4)上述作用一经停止，则凝胶又恢复原状，凝胶和溶胶也可共 存，组成一更为复杂的胶态体系。
溶胶-凝胶合成法 4.凝胶(gel)：亦称冻胶，是溶胶失去流动性后，一种富含液体的 半固态物质，其中液体含量有时可高达99.5%，固体粒子则呈连 续的网络体。它是指胶体颗粒或高聚物分子相互交联，空间网络 状结构不断发展，最终使得溶胶液逐步失去流动性，在网状结构 的孔隙中充满液体的非流动半固态的分散体系，它是含有亚微米 孔和聚合链的相互连接的坚实的网络。
1975年Yoldas 和 Yamane得到整块陶 瓷和透明氧化铝膜
溶胶-凝胶合成法
1
1. 前驱物(precursor)：所用的起始原料。
2. 金属醇盐(metal alkoxide)：有机醇-OH上的H为金属所取 代的有机化合物。它与一般金属有机化合物的差别在于金 属醇盐是以M－O－C键的形式结合，金属有机化合物则是 M－C键结合。 3. 溶胶(sol)：又称胶体溶液。指在液体介质（主要是液体）中分 散了1~100nm粒子(基本单元)，且在分散体系中保持固体物质 不沉淀的胶体体系。溶胶也是指微小的固体颗粒悬浮分散在液 相中，并且不停地进行布朗运动的体系。
它们混合均匀，使反应物之间有最大的接 触面积和最短的互扩散距离
加热混合物至适当的高温以加速离子迁移
的速度
气态输运和液态输运在高温固态反应中发
挥重要的作用
4 助溶剂（ Fluxes）
目的——促进高温固相反应，使之容易进行 助溶剂——熔点比较低、对产物发光性能无害的碱金属或 碱土金属卤化物、硼酸等 用法——添加在反应物中 机理——助溶剂在高温下熔融，可以提供一个半流动态的 环境，有利于反应物离子间的互扩散，有利于产物的晶化 （液态输运）
剂离子）
过量的NaCl
助溶剂 提供共激活离子Cl-
5 坩埚与煅烧气氛
坩埚 石英、碳化硅坩埚 高煅烧温度时（如铝酸盐荧光粉）使用氧化铝坩埚 气氛 大气 受控的气氛（还原气氛、氧化气氛等） Tl+， Pb2+， Sb3+， Mn2+， Mn4+， Eu3+ 离子激活 的荧光粉可在大气中煅烧 Sn2+， Eu2+， Ce3+， Tb3+ 激活的磷酸盐荧光粉在 还原性气氛中煅烧
例三：Sr5(PO4)3Cl:Eu2+（助溶剂提高结晶质量，提高发光
效率）
按化学计量比计算 Sr3(PO4)2:SrCl2=3:1 使用3:1.5或3:2的配料比，即过量的SrCl2作为助熔剂时，所 制得的产物的发光效率要高一些，晶体也大一些
例四：ZnS:Ag,Cl和ZnS:Cu,Cl（提供激活
（1）凝胶是一种柔软的半固体，由大量胶束组成三维网络，胶 束之间为分散介质的极薄的薄层
所谓“半固体”是指表面上是固体、而内部仍含液体。后者 的一部分可通过凝胶的毛细管作用从其细孔逐渐排出。 （2）凝胶结构可分为四种： 1)有序的层状结构；2)完全无序的共价聚合网络； 3)由无序控制，通过聚合形成的聚合物网络；4)粒子的无序结构。 溶胶-凝胶技术是溶胶的凝胶化过程，即液体介质中的基本单 元粒子发展为三维网络结构——凝胶的过程。
还原性气氛
含少量氢（百分之几）的氮气（最常用）
ZnS荧光粉煅烧时需在坩埚内添加少量的硫磺 当Al为共激活剂时（如ZnS:Cu,Al），需要防止Al氧化形成 Al2O3
加入少量的碳粉
6 粒度
粒度及粒度分布
粒度太小，发光效率降低
直插型LED：5-7μm，功率型LED：12-20μm，
量的约90%
决定产物的
最终形貌
Mn3(PO4)2——锰离子、磷酸根
原材料按化学计量比配置吗？ Yes？ No
No？
卤粉的发光效率与Me/P比例的关系
粉体组成中，P组分应超过 化学计量比2-3% 含氧酸盐荧光粉的粉体构成 通常偏离最终产物的化学计 量比 例：在Zn2SiO4的粉体中 SiO2 应过量
溶胶-凝胶法是一种湿化学合成方法，是合成纳米荧光粉的重要方 法之一。 20世纪30年代 W.Geffcken采 用金属醇盐制 备氧化物薄膜 1846年Ebelmen 发现凝胶 1971年Dislich 制备了SiO2B2O-Al2O3Na2O-K2O多 组分玻璃
80年代后 玻璃、氧化物涂层 功能陶瓷粉料 复合氧化物陶瓷材料
Ca5(PO4)3(F，Cl):Sb3+，Mn2+
2ZnO+SiO2+0.002MnCO3→Zn2SiO4:Mn2+(0.02)+CO2↑ 6CaHPO4+3CaCO3+0.9CaF2+0.1CaCl2+0.1Sb2O3+0.4MnCO3
→Ca5(PO4)3(F0.9Cl0.1):Sb3+(0.1)， Mn2+(0.2)+CO2↑
分辨率越高的屏要求粒度越小
高效率与涂覆性能需要平衡取舍
影响粒度的因素
高温固相反应原材料的粒度 助溶剂 煅烧温度和时间
研磨
合理选择原材料、助溶剂、煅烧条件、避
免过分研磨
7 荧光粉表面处理
提高分散性
提高显示对比度 保护荧光粉，防止荧光粉劣化