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BiOCl_Eu3+荧光粉的合成与发光性能探究1. 引言BiOCl是一种重要的半导体材料，具有优异的光电性能和光催化性能，在光电器件和环境治理等领域有广泛的应用前景。
尤其是对于充分发挥其光催化性能，提高材料的可见光利用率，对其进行掺杂改性成为一种有效的方法。
稀土元素Eu3+的掺杂可以通过激活BiOCl材料的能隙，使其在可见光范围内更有效地吸纳和利用光能。
2. 试验方法2.1 溶液法合成BiOCl：Eu3+荧光粉起首，在100 mL的水溶液中分别溶解适量BiCl3和EuCl3，同时掺入适量的NaOH。
随后，将上述混合溶液逐渐滴加到100 mL的HCl溶液中，同时保持溶液的pH值约为4。
搅拌反应溶液2小时后，将沉淀物用去离子水重新悬浮，并用玻璃纤维滤芯过滤后晾干，最后进行煅烧处理（600 ℃，2小时）。
2.2 性能表征通过XRD、SEM、TEM等手段对合成的BiOCl：Eu3+荧光粉进行结构和形貌表征。
3. 结果与谈论3.1 XRD分析通过XRD测量，得到BiOCl：Eu3+荧光粉的结构信息。
在X射线衍射图谱中，可以明显观察到多个有序衍射峰，符合BiOCl的哈兹维格法则，表明所合成的样品具有较好的结晶性质。
3.2 SEM表征SEM照片显示，BiOCl：Eu3+荧光粉的颗粒外形较为匀称，粒径约为0.5-1.0 μm。
颗粒表面光滑，无显著的聚集现象，表明所合成的样品形貌良好。
3.3 TEM表征通过TEM观察，BiOCl：Eu3+荧光粉的微观形貌也得到了验证。
观察到颗粒的晶面结构明晰可见，呈现出典型的片状形态。
3.4 发光性能测试荧光粉的发光性能主要通过紫外光激发下的发光光谱进行测试。
测试结果显示，所合成的BiOCl：Eu3+荧光粉在紫外光激发下，发出红光。
发光峰位于613 nm，是Eu3+离子的主要发射峰。
此外，还观察到帮助发射峰，分别位于590 nm和618 nm。
4. 结论通过溶液法合成了BiOCl：Eu3+荧光粉，并对其进行了结构和形貌表征。
铕激活的发光体系摘要稀土参杂的发光材料在显示、照明、化学探针等领域得到了广泛的应用。
Eu是研究最多的稀土元素之一，在稀土三基色的发光材料中应用广泛。
本文归纳了目前实用性最高的几种Eu激活基质材料，介绍了它们的发光机理、合成方法、应用及发展前景。
希望对研究Eu 激活发光体系的科研工作者起引导作用。
关键词Eu激活稀土发光材料基质晶体1引言当今社会，稀土化合物的研究和应用是化学化工领域的重要课题，对于国家的发展有重大的战略意义。
因为稀土化合物具有特殊的4f电子构型，4f电子被外层全充满的5s2和5p6屏蔽，所以镧系元素具有特殊的光、电、磁性质。
而稀土作为发光材料的激活剂，是稀土光、电、磁三大应用中最有价值的方面，几乎可以覆盖整个固体发光材料的应用领域。
自20世纪60年代稀土氧化物实现高纯化后，稀土发光材料有了重大突破，尤其在LCD、LED显示、三基色灯用荧光粉和医用影像荧光粉方面发展迅猛。
早在1901年，德马凯（Eugene-Antole Demarcay）从“钐”中发现了新元素，取名为铕（Europium），这是根据欧洲（Europe）一词命名的。
对于稀土三基色发光材料，Eu氧化物激活的发光材料由于发光效率高被广泛应用。
Eu3+多用于红色荧光粉的激活剂，Eu2+多用于蓝色荧光粉的激活剂。
稀土发光材料的激发与发射波长主要依赖于基质晶体。
在蓝色发光材料领域，比较成熟的是Eu激活的磷酸盐类和铝酸盐类基质，在红色领域，比较成熟的是Eu激活的氧化钇类基质。
本文着重介绍了Eu2+、Eu3+氧化物激活发光体系的发光机理、合成方法、应用及发展前景。
2发光机理及特性稀土化合物的发光是基于它们4 f电子层在f-f组态之内或f-d组态之间的跃迁。
镧系中具有未充满的4f壳层的稀土原子或离子，其光谱中大约有30 000条可观察到的谱线，它们可以发射从紫外光、可见光到红外光区的各种波长的电磁辐射。
由于稀土离子的4f电子能够在不同能级之间的跃迁(f-f跃迁和f-d跃迁)，以及4f电子与配体之间发生的电荷迁移，或与基质、缺陷和陷阱之间发生的能量交换，，使可能发生的能级跃迁数非常庞大，令稀土元素成为巨大的发光宝库。
eu3+掺杂羟基磷灰石的制备及其发光性质随着物理、化学及材料科学的发展，陶瓷材料的研究及应用也在不断发展，二氧化硅（SiO2）与羟基磷灰石（Ca2H2PO4）的组合一直以来都是许多应用场合的技术发展的重要前提。
有机多元金属离子（如Eu3+）作为掺杂离子，具有良好的发光性能，能有效地改变其表面形貌，给予二氧化硅与羟基磷灰石组合新的功能性。
Eu3+掺杂羟基磷灰石的制备是一种具有多样化功能特性的功能材料，能够承受较高的强度和热稳定性，且能在低温环境中获得较高的光量子产率。
Eu3+具有高稳定性，其光谱表现以及色彩组成特点具备重要意义，提高了这类材料的应用价值。
首先，Eu3+与SiO2和Ca2H2PO4混合，然后在800℃-900℃下烧结，制备Eu3+掺杂羟基磷灰石。
然后可以通过X射线衍射（XRD）测试来确定新配制羟基磷灰石材料的物相结构。
最后，可以通过掺杂剂的不同组成，得到不同的物质材料，从而获得不同的发光性质。
Eu3+掺杂羟基磷灰石的发光特性受到掺杂离子（Eu3+）、晶体结构、共晶相及固体状态等因素的影响。
晶体结构决定了发光峰波长及强度。
共晶相对发光强度有重要影响，因此共晶相的表面状况是影响发光性能的重要因素。
此外，Eu3+的晶体边界和大小以及掺杂程度也会影响晶体的发光性质。
总之，Eu3+掺杂羟基磷灰石的制备及其发光性质是当今很多应用领域的研究热点。
这种高性能的材料具有发光性能好、耐热性、密度低、磨损性、稳定性以及耐腐蚀性等优点，能有效解决相关行业的应用需求。
例如，它可以改性用于多种应用场合，如生物医药、纳米材料、发光显示屏、环境保护、化学传感器、催化剂等。
在未来，Eu3+掺杂羟基磷灰石的制备及其发光性质将是研究的热点和前沿，对有机金属掺杂材料的制备及其发光性能具有重要意义，将给相关领域带来重大的技术进展。
可见光激发的eu(ⅲ)三元有机配合物的合成、发光及led器件1. 引言1.1 概述随着光电子技术和材料科学的不断发展，可见光激发的Eu(III)三元有机配合物作为一种新型荧光材料备受关注。
这些配合物具有良好的光致发光性能和较高的量子效率，可以应用于LED器件等领域。
因此，本文将介绍可见光激发下Eu(III)三元有机配合物的合成、发光特性以及在LED器件中的应用。
1.2 文章结构本文共分为五个部分：引言、正文、研究结果与讨论、结论和结束语。
在引言中，我们将对研究背景进行概述并说明文章结构；正文部分将详细介绍Eu(III)三元有机配合物的概念和特性、可见光下合成方法以及其发光特性分析；研究结果与讨论部分将对实验过程及结果进行详细分析，并探讨了光谱表征和荧光强度测试结果；接着我们将评估LED器件的性能，并探讨优化措施；最后，在结论和结束语中总结主要研究成果并展望了进一步的研究方向。
1.3 目的本文的目标是系统地介绍可见光激发下Eu(III)三元有机配合物的合成、发光特性以及在LED器件中的应用。
通过对这些配合物进行深入研究，我们希望能够探索其在光电领域的潜在应用，为开发新型高效荧光材料和改进LED器件性能提供理论依据。
同时，对于该类配合物的合成方法和发光特性分析也具有一定的学术价值和实际应用价值。
2. 正文：2.1 Eu(III)三元有机配合物的概念及特性Eu(III)三元有机配合物是指含有铕离子(Eu3+)和其他两种有机配体的复合物。
这些配合物具有许多独特的特性，如强发光性能、良好的稳定性和可调控的荧光发射波长等。
Eu(III)离子通过吸收可见光激发到高能级态，然后通过非辐射跃迁返回基态时释放出荧光。
这种能量转移过程可导致明亮的红色或黄色荧光发射，因此Eu(III)三元有机配合物被广泛应用于LED器件中。
2.2 可见光激发下Eu(III)三元有机配合物的合成方法目前，常用的合成Eu(III)三元有机配合物的方法包括溶剂热法、溶液法和固相法等。
一种对质子敏感Eu(Ⅲ)配合物的合成及性质李果;施俊杰;李志华;曹迁永【期刊名称】《南昌大学学报（理科版）》【年(卷),期】2011(035)004【摘要】合成了一种新型铕配合物Eu(PTBMA)3(PTBMA为N-丙基-4-[4′-(2,2′:6′,2″-三联吡啶)基]-苯甲胺),通过紫外及荧光光谱对其质子化过程进行详细的研究.结果表明:低浓度质子的加入由于阻碍了配合物体系内的PET(Photo-induced electron transfer)过程,有利于Eu(Ⅲ)离子的5 D0→7 FJ (J =0～4)跃迁.继续加入质子后,则发生吡啶环上氮原子与质子络合,而使5 D0-7FJ (J =0～4)跃迁减弱,而配体发光增加.%A new europium( Ⅲ ) complex Eu(PTBMA)3 (PTBMA denotes N-propyl-4-[2,2':6',2"-terpyri-din]-4 -yl-Benzenemethanamine) was synthesized,and its absorption and emission spectrum upon protona-tion was investigated. It was found that low concentration of acid could enlavel the complex Eu(Ⅲ ) 5D0 →7FJ (J = 0~4) transition for inhabiting the PET process?while higher concentration of acid miqht increase the intramolecular charge transfer of the liga nd,and decrease the Eu(Ⅲ) emission.【总页数】5页(P360-364)【作者】李果;施俊杰;李志华;曹迁永【作者单位】南昌大学化学系,江西南昌330031;南昌大学化学系,江西南昌330031;南昌大学化学系,江西南昌330031;南昌大学化学系,江西南昌330031【正文语种】中文【中图分类】O621【相关文献】1.嘧啶羧酸-Eu3＋／Tb3＋配合物合成和结构及荧光性质表征综合化学实验 [J], 贾莉;马艳子;马锴果;王海荭;李维红;孙豪岭2.三个喹啉氧基乙酰胺镧系(Eu、Gd、Er)配合物的合成、结构及Eu配合物的荧光性质 [J], 毛盼东;陈亮;吴伟娜;贾磊;王元3.[Ni(NN)(SS)]混配配合物的合成与性质[Ni(NN)(SS)]混配配合物的合成与性质[J], 姚天明;谢建军;傅成武;施宪法4.质子化水簇配合物掺杂GO复合材料的合成与性质研究 [J], 段显英;陈林5.手性双核Eu(Ⅲ)配合物的合成及光谱性质 [J], 王丽丽; 杨倩莹; 韩立志; 张小朋; 陈星晗; 史载锋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
三元含氮杂环化合物的合成及其光电性能研究引言近年来，含氮杂环化合物作为有机光电材料，因其独特的光电性能受到了广泛的研究。
在有机光电领域中，三元含氮杂环化合物由于其良好的电子传输性能和可调控的光电性质而备受关注。
本文将重点讨论三元含氮杂环化合物的合成方法和其光电性能的研究成果。
一、三元含氮杂环化合物的合成方法1. 环合反应法环合反应是常用的一种合成三元含氮杂环化合物的方法。
这种方法通过将含有亲核试剂和亲电试剂的两个底物反应，形成新的杂环化合物。
例如，苯胺和吡啶可以进行环合反应，得到一种含有吡啶环和噻吩环的三元杂环化合物。
2. 氧化还原反应法氧化还原反应是合成三元含氮杂环化合物的另一种重要方法。
这种方法常用于合成含有吡啶环和三嗪环的化合物。
通过选择合适的氧化剂或还原剂，可以控制反应的方向，从而得到目标化合物。
例如，将吡啶胺和三氯氮进行氧化还原反应，可以合成一种含有吡啶环和三嗪环的三元杂环化合物。
二、三元含氮杂环化合物的光电性能研究1. 光电转换性能三元含氮杂环化合物在光电转换领域具有广泛的应用前景。
研究人员通过对其光电性能的测量和分析，可以评估其在太阳能电池、光电传感器等设备中的应用潜力。
例如，已有研究表明，一种含有嘧啶环和吡咯环的化合物在太阳能电池中表现出良好的光电转换效率和稳定性。
2. 光致发光性能三元含氮杂环化合物通常具有较强的荧光性能。
研究人员可以通过测量其光致发光光谱，研究其发光机理和荧光性能。
光致发光性能的研究对于理解和改进有机光电材料的应用具有重要的意义。
例如，一种含有噻吩环和吡唑环的化合物在荧光生物成像中展现出良好的应用前景。
3. 光电导性能三元含氮杂环化合物还可用于制备有机导电材料。
研究人员通过测量其电导率和导电特性，评估其在导电薄膜、有机发光二极管等光电器件中的应用潜力。
已有研究表明，一种含有吡咯环和嘧啶环的化合物展现出较高的电导率和稳定性，可用于制备柔性有机电子器件。
结论综上所述，三元含氮杂环化合物的合成方法多种多样，包括环合反应法和氧化还原反应法等。
几种Eu(Ⅲ)三元有机配合物的合成与发光研究方璞龚孟濂*i中山大学化学与化学工程学院摘要：本论文合成了β-二酮及其Eu(Ⅲ)三元有机配合物，并用1H-NMR、元素分析、热重分析、红外吸收光谱、紫外－可见吸收光谱、荧光光谱等分析方法检验并比较其性质。
实验结果表明，3种Eu(Ⅲ)三元配合物均为优良的光致发光材料，其跨越400 nm的激发带使之适用于涂覆在近400 nm InGaN芯片上，制备红色LED。
关键词：β-二酮Eu(Ⅲ)有机三元配合物荧光发光二极管一前言半导体白光发光二极管(white light-emitting diode，WLED)是一种继白炽灯泡、普通和紧凑型荧光灯与各种类型高强度气体放电灯（HID）之后新的固体光源。
本学位论文以稀土Eu3+有机配合物作为探求新型的、高效的LED用红色发光材料的研究对象，进行有机配体及其Eu3+s三元有机配合物的分子设计、合成、光致发光性能研究，并应用于制备近紫外光半导体芯片激发的LED，探索其实际应用的可能性。
二合成实验(一) EuCl3溶液的制备(二) 乙酰联苯(ACBP)的合成[1][2](三) 联苯甲酰三氟丙酮(BPTFA)的合成[3]BPTFA元素分析测定值(计算值)，%：C 62.17(65.75)，H 3.909(3.767)。
BPTFA的FAB MS、1H NMR和元素分析结果表明：合成产物为目标产物。
(四) 二元配合物Eu(BPTFA)3(H2O)2的合成[4]—————————————创新项目：第六届化学院创新化学研究基金项目第200604号第一作者：方璞中山大学化学与化学工程学院指导教师：龚孟濂cesgml@Eu(BPTFA)3(H2O)2元素分析测定值(计算值)，%：C 55.44(55.44)，H 3.098(3.477)。
(五) Eu(Ⅲ)有机三元配合物的合成分别以邻菲啰啉（1,10-phenanthroline，phen）、联吡啶（bipyridine，bpy）和三苯基氧化膦O)2二元配合物反应，制备（Triphenylphosphine oxide，TPPO）为第二配体，与Eu(BPTFA)3(H2Eu(Ⅲ)有机三元配合物。
Eu(BPTFA)3phen：EuC60H41N2O6F9元素分析值(计算值)，%：C 59.46(59.60)，H 3.017(3.394)，N 2.250(2.322)。
Eu(BPTFA)3(TPPO)2：EuC84H63O8F9P2元素分析值(计算值)，%： C 63.41(63.64)，H 3.746(3.914)。
Eu(BPTFA)3bpy：EuC58H41N2O6F9元素分析值(计算值)，%：C 58.91(58.78)，H 3.077(3.463)，N 2.342(2.365)。
由元素分析结果可知，合成的Eu(Ⅲ)有机三元配合纯度都较高。
三结果和讨论(一) 热重分析热重分析结果表明，合成的几种Eu(Ⅲ)三元配合物的热分解温度都在327 ℃以上，适合在WLED(不低于150℃)与OLED(organic electroluminescence diodes)(不低于250 ℃)中应用。
(二) 红外吸收光谱分析参照有关文献[5]-[7]对配合物和配体的红外谱图作归属，见表3.2。
表3.2 Eu(Ⅲ)三元配合物的红外吸收数据归属(cm-1)Table 3.2 Assignments in IR spectra of the europium(Ⅲ) complexes (cm-1)以上结果表明phen和BPTFA均与Eu3+配位而生成了稳定的配合物。
(三) 紫外-可见吸收光谱20030040050060070001x1042x1043x1044x1045x1046x1047x1048x104ε/ L ·m o l -1·c m -1Wavelength / nm图3.3 配体与Eu(Ⅲ)－BPTFA 配合物在CHCl 3溶液（1×10-5 mol·L -1）的紫外-可见吸收图 Fig.3.3 UV-Vis spectra of the ligands and its Eu(Ⅲ) complexes in CHCl 3 solution （1×10-5 mol·L -1）Eu(Ⅲ)与配体配位，形成二元配合物和三元配合物后，相比于自由配体，对近紫外光有更强的吸收。
二元和三元配合物的摩尔消光系数都有所增大，约为自由配体的1.25-2倍，这有利于配体吸收近紫外激发光的能量，传递给Eu 3+中心离子发光。
(四) Eu 3+配合物固体粉末的荧光光谱在加入了二配体后，三元配合物的荧光强度比二元配合物明显增加，其荧光强度顺序为：Eu(BPTFA)3bpy >Eu(BPTFA)3phen >Eu(BPTFA )3(TPPO)2。
其中，Eu(BPTFA)3bpy 的最强发射峰的相对强度最高，为1.20×107。
由荧光分析可知：合成的3种Eu (Ⅲ)三元配合物均为优良的光致发光材料，在近紫外光激发下，发出强烈的Eu 3+离子特征红光。
特别值得指出的是：这3种Eu (Ⅲ)三元配合物在400 nm附近都有很强的激发带，适合被400 nm 紫光InGaN 基芯片激发而发出Eu 3+离子特征红光。
(五) Eu(Ⅲ)配合物涂布InGaN LED 的发光性能以合成的3种Eu(III)配合物荧光粉与环氧树脂(Epoxy resin)按一定比例混合，涂覆在400 nm InGaN芯片上，所用的环氧树脂和InGaN芯片均由佛山国星光电有限公司提供。
Eu(BPTFA)3phen、Eu(BPTFA)3(TPPO)2和Eu(BPTFA)3bpy这3种配合物荧光粉制成的LED 色纯度较高，由光谱发射计算出其CIE色度坐标值为：Eu(BPTFA)3phen (x = 0.636, y = 0.324)，Eu(BPTFA)3(TPPO)2(x = 0.593, y = 0.286), Eu(BPTFA)3bpy (x = 0.640, y = 0.321)，与NTSC (National Television System Committee)颁布的标准红光色度值(x = 0.67, y = 0.33)或是PAL(Phase Alternating Line)的标准红光色度值(x = 0.64, y = 0.33)相比较，均非常接近。
三种配合物荧光粉制成的LED 色度坐标图见图3.5，各图中E点为理想化的白光，色坐标值为(0.33，0.33)，X点为LED的发光颜色，可见制得的各LED的色度坐标都落在红光区。
第二配体的差异会影响配合物与涂布LED管所使用的环氧树脂的兼容性，因此，荧光粉固体粉末自身发光和LED用荧光粉发光的要求并不完全相同，这是我们设计有机荧光粉必须考虑的因素。
Eu(BPTFA)3phen Eu(BPTFA)3(TPPO)2 Eu(BPTFA)3bpy图3.5 3种Eu(III)配合物的LED色坐标图Fig 3.5 CIE chromaticity diagram of LEDs fabricated with three Eu(III) complexes 设计、合成了3种Eu(Ⅲ)有机三元配合物，热分析和荧光分析表明它们都是热稳定性高、光致发光性能优良的红色发光材料；选择合适的配体可以使荧光强度大大增强。
合成的三种Eu(Ⅲ)有机三元配合物均被涂覆在400nm InGaN芯片上，成功制备了明亮的红色LED，说明它们是优良的LED用红色发光材料；如与合适的蓝色发光荧光粉和绿色发光荧光粉配合，可望制成白光LED。
致谢感谢龚孟濂教授的悉心指导以及许贵真师兄的不吝赐教与帮助，感谢苏锵院士小组提供的仪器设备以及王静与张剑辉老师的帮助。
同时感谢佛山国星光电有限公司和广东省关键领域重点突破项目(ZB2003A07)的支持。
参考文献[1] Ricard F, Schulz T, Hartmann R W, 5-Phenyl Substituted 1-Methyl-2-pyridones and 4’-SubstitutedBiphenyl-4-carboxylic Acids Synthesis and Evaluation as Inhibitors of Steroid-5ά-reductase Type 1 and 2, Bioorg. Med. Chem., 2002, 10： 437-448[2] 瞿军，陈志荣，何玉生等， 2,4-二氟联苯的Friedel-Crafts乙酰化工艺研究，精细化工， 2000，17(11)：637-639[3] 钟增培，蒋腊生，有机合成化学，中山大学出版社，2002，121-124[4] Melby L R, Rose N J, Abramson E, et al, Synthesis and Fluoroscence of some Trivalent Lanthanide Complexes, J. Am. Chem. Soc., 1964, 86： 5117-5125[5]Arvind M, Sageed K, Studies on bis(p-dimethylaminobezylidene)benzidine complexes of trivalent lanthanides, [J]Indian. J. Chem., 1986, 25A： 589-594[6]张若华，詹亚力，铕(III)的双亚砜混配配合物的合成、表征及其荧光光谱，[J]无机化学学报，1995， 11：140-146[7]刘金霞，杨汝栋，1,5-二苯基-1,3,5-戊三酮(H2DBA)及邻菲啰啉(phen)，羟基离子([OH-])稀土混配配合物的合成及性质研究，[J]无机化学学报，1993，9：204-209Preparations and characterizations ofEuropium(Ⅲ) ternary organic complexesPu Fang, Menglian Gong*School of Chemisty and Chemical Engineering, Sun Yat-Sen UniversityAbstract：In this study, a beta diketone and its Europium(Ⅲ) ternary organic preparations have been synthesized. The preparations were characterized by 1H-NMR, EA, TG, IR, and UV analysis methods to their properties. Their photoluminescence properties were examined and compared. The result shows that, they all could be used as a red power sealed with near 400 nm InGaN clip for red color LED with narrow full-width at half-maximum(FWHM).Kewords: beta diketones, europium(III) ternary organic complexes, photoluminescence, light-emitting diode(LED)。
