第26卷 第12期 核 技 术 V ol. 26, No.12 2003年12月 NUCLEAR TECHNIQUES December 2003
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国家重点基础研究规划（批准号：G1998061312）和北京正负电子对撞机国家实验室重点课题资助 第一作者：梁宏斌，男，1965年出生，2001年于中国科学院长春应用化学研究所获博士学位 收稿日期：2002-12-09，修回日期：2003-02-19
空气条件下合成的CaBPO 5:Eu 、SrB 4O 7:Eu 和
Ba 3(PO 4)2:Eu 的XANES 和发光性质
梁宏斌1,2 赫 泓2 曾庆华2 王淑彬2 苏 锵1,2 胡天斗3 谢亚宁3 张 静3 刘 涛3 吴自玉3
1（中山大学 光电材料和技术国家重点实验室 化学与化学工程学院 广州 510275） 2（中国科学院长春应用化学研究所稀土化学与物理开放实验室 长春 130022）
3（中国科学院高能物理研究所同步辐射实验室 北京 100039）
摘要 测定了采用高温固相反应在空气条件下合成的发光体CaBPO 5:Eu 、SrB 4O 7:Eu 和Ba 3(PO 4)2:Eu 的Eu ?L 3边的X 射线吸收近边结构（XANES ）谱和发光光谱。从发光体的Eu ?L 3边XANES 可见，Eu 3+?L 3边能量比Eu 2+?L 3边能量高7—8eV ；3个发光体的激发光谱和发射光谱均可看到Eu 2+的4f ?5d 跃迁和Eu 3+的4f ?4f 跃迁。发光体的Eu ?L 3边的XANES 和发光光谱说明空气条件下合成的发光体中Eu 3+可部分还原为Eu 2+。 关键词 铕，硼磷酸钙，四硼酸锶，磷酸钡，X 射线吸收近边结构，发光 中图分类号 O614.33
Eu 2+激活的发光体在发光材料的研究中具有重要意义。如可用于三基色荧光灯、CRT （阴极射线管）或PDP （等离子体平板显示）彩色电视的蓝色荧光粉Sr 5(PO 4)3Cl:Eu 2+、BaMgAl 10O 17:Eu 2+和Sr 2Al 6O 11:Eu 2+等都是Eu 2+激活的发光体。
通常情况下，RE 3+离子（RE ：稀土元素）的还原必须在一定的还原条件下进行。固相反应中RE 3+的还原方式主要有: (1)在一定比例的H 2/N 2气流中灼烧; (2)在CO 气流中或在活性炭存在下于空气中灼烧; (3)在适当流量的NH 3气流中灼烧; (4)以金属作还原剂,在Ar 气流中灼烧; (5)射线辐照等。这些还原条件的缺点是既不方便也不安全，还增加生产成本。因而, 探索在空气条件下合成Eu 2+激活的发光体具有非常明确的应用前景。
本文应用Eu ?L 3边的X 射线吸收近边结构（XANES ）和发光光谱两种方法研究空气条件下合成的CaBPO 5:Eu 、SrB 4O 7:Eu 和Ba 3(PO 4)2:Eu 等3种发光体中掺杂离子的氧化态。 1 实验
所有样品均采用高温固相反应方法在空气气氛
中制备。所用试剂为分析纯的MCO 3 （M = Ca 、Sr 、 Ba ）、H 3BO 3和NH 4H 2PO 4及Eu 2O 3（99.9%）
。具体合成过程分别见文献[1]、[2]。样品合成后用Rigaku
D/max ?ⅡB 型X 射线衍射仪（Cu K α，40kV ，20mA ）测定其XRD 并与JCPDS 标准卡片或文献值比较，以确定物相纯度。
样品的激发光谱和发射光谱于室温下在Spex F–2T2 型荧光光谱仪上测定, 激发源为450W 的Xe 灯。
样品的Eu ?L 3边的XANES 谱在北京同步辐射装置(BSRF )的XAFS 实验站利用其4W1B 光束线， 在正常条件下(2.2GeV , 100mA )下采用荧光法测定，测量用Lytle 型电离室，可满足XAFS 对信噪比的要求，实验样品与入射X 射线倾斜45°放置，电离室通氩气，测定温度293K 。 2 结果与讨论 2.1
Eu ?L 3边的XANES
一些不同氧化态的稀土化合物的XANES 已有报道。如Beaurepaire 等[3]对混价合金SmB 6的Sm ?L 3边的XANES 研究发现，该边分裂为差值约为7eV 的2个峰,认为其分别对应Sm 2+和Sm 3+。此外，不同氧化态的Ce 、Pr 、Nd 、Eu 和Dy 化合物L 3边的XANES 研究，均表明RE 3+? L 3边的能量比RE 2+?L 3边的能量高7—9eV [4,5]。由此可见，同步辐射
万方数据