水热法制备Ca﹛猄r1瞲猈O4：Eu3+荧光粉ぜ捌浞⒐馓匦匝芯

李琳琳 胡秋实 孙镇宇

摘要：利用简便的水热合成法成功制备了Eu3+离子掺杂的CaxSr1xWO4系列荧光粉。并用粉末X射线衍射仪测试了样品的物相结构，最后利用荧光分光光度计测试了荧光粉的光谱。结果表明合成的样品均为纯相物质。所有的荧光粉都能够表现出Eu3+离子的特征激发和发射峰。随着Ca含量的减少，发光粉的发光强度先增强后减弱，其中Ca0.4Sr0.6WO4：Eu3+的发光强度最高。由此可见，合成的荧光粉可作为白光LED用红色荧光粉。

关键词：水热合成法；钨酸盐；荧光粉

近些年，白光LED吸引了很多人的注意，由于其很多的优点，例如：高发光效率、低能耗、长寿命、工作温度低等。现在，商业中常用的方法是发蓝光的InGaN芯片与发黄光的Y3Al5O12：Ce3+结合。这种结合的白光颜色偏冷，相关色温（CCT）为7756 K，较低的显色指数（CRI/Ra）为75。这是因为这种蓝加黄的组合中缺少红光，因此限制了其应用。Eu3+离子的5D0→7F2的跃迁（614 nm左右）发射的是红色的光，因此，添加含有Eu3+离子的荧光粉可以解决上述问题[1]。

钨酸盐多用作功能材料，可用于制备染料、颜料等。也可作陶瓷材料、催化剂、颜料、防火剂。在单钨酸盐中，每个正六价钨离子中心格位与四个同一的O2配位，形成一个WO42四面体，使其相对稳定。碱土金属离子与相邻的四个WO42中的八个O2配位，具有S4对称性，没有反演中心[2]。钨酸根基团可以强烈的吸收紫外光区域的能量，而且吸收后的能量可以从钨酸根传递到稀土离子，从而大大提高稀土离子掺杂荧光粉的外部量子效率[3]。因此，单钨酸盐将会是稀土离子掺杂适宜的材料。

1 实验部分

1.1 试剂

Na2WO4·2H2O （分析纯）；Ca（NO3）2·4H2O （分析纯）；Sr（NO3）2 （分析纯）；Eu2O3 （99.99 %）；无水乙醇；硝酸；去离子水。

1.2 样品制备

将Eu2O3溶于硝酸，蒸干，再用去离子水稀释得到Eu（NO3）3溶液以备用。称取一定量的Ca（NO3）2·4H2O或Sr（NO3）2溶于去离子水中，之后加入Eu（NO3）3溶液配成无色透明的混合溶液。同时将Na2WO4·2H2O单独溶解到去离子水中。之后在强烈的搅拌下将上述的混合溶液逐滴的加入到Na2WO4溶液中，立即会产生白色沉淀。继续搅拌30 min。最后将白色悬浊液转移到不锈钢反应釜中在120 oC下加热反应12 h。反应后，离心得到的粉末用去离子水和无水乙醇洗35次。最后在干燥箱中60 oC下烘干得到最终样品。

1.3 样品的测试与表征

使用德国AXS公司生产的D2 PHASER型号的X射线粉末衍射仪对样品进行XRD测试，其中X射线源为Cu靶（λ=015406 nm）、扫描角度为10 °80 °。采用日本日立F7000分光光度计测试了样品的激发和发射光谱，激发光源为150 W Xe灯。所有的测试均在室温下进行。

2 结果与讨论

2.1 物相分析

所有样品的XRD图谱几乎相同，且衍射峰与纯四方相白钨矿结构SrWO4标准卡片（PDF#080490）相符，只是衍射峰的位置发生了微小的变动。说明合成的样品均为纯相物质。

2.2 荧光粉CaxSr1xWO4：Eu3+的发光特性

样品Ca0.4Sr0.6WO4：0.05Eu3+的激发光谱。位于200320 nm的宽峰属于O2→Eu3+和O2→W6+的电荷迁移带（CTB），最大值位于230 nm处。在长波区域的尖锐的激发峰是由于Eu3+离子内部的4f4f跃迁产生的，其中两个最大的激发峰一个位于361 nm处，属于Eu3+离子的7F0→5D4跃迁，另一个位于393 nm处，是由于Eu3+离子的7F0→5L6跃迁[4]。

在最强的Eu3+离子特征激发峰393 nm近紫外光的激发下，样品Ca0.4Sr0.6WO4： 0.05Eu3+的发射光谱如。发射光谱主要由四个峰组成：第一个较弱的峰位于579 nm，属于Eu3+离子的5D0→7F0跃迁；第二个发射峰位于591 nm处，由于Eu3+离子的5D0→7F1跃迁引起的；最强的一个发射峰位于615 nm，是因为Eu3+离子的5D0→7F2跃迁；最后一个位于654 nm，这是因为Eu3+的5D0→7F3跃迁[5]。

为了优化CaxSr1xWO4：0.05Eu3+荧光粉的发光性能，制备了基质中含不同比例Ca、Sr组成的系列荧光粉。随着Ca含量的减少CaxSr1xWO4： 0.05Eu3+的发光强度先增强后减弱，其中Ca0.4Sr0.6WO4：Eu3+的发光强度最高。

3 结论

本论文利用水热合成法成功合成了系列CaxSr1xWO4：005Eu3+荧光粉。所有合成的样品均为纯相物质。所有的荧光粉都能够表现出Eu3+离子的特征激发和发射峰。而且随着Ca含量的减少CaxSr1xWO4：0.05Eu3+的发光强度先增强后减弱，其中Ca0.4Sr0.6WO4：0.05Eu3+的发光强度最高。

参考文献：

[1]杜英，田燕娜，武婷婷，等.Sm3+/Ho3+掺杂Lu3Al5O12基荧光粉的制备与发光性能研究[J].长春理工学报，2016，39（03）：113119.

[2]陈鹏，杨定明，王刚，等.SrZn（WO4）2：Eu3+红色荧光粉的合成及性能研究[J].化工新型材料，2017，（8）：101103.

[3]董園园，黄榕，徐家跃，等.NaY（Mo/WO4）2：Eu3+红色荧光粉的合成和发光性能[J].2015，44（12）：35433547.

[4]游航英，廖金生，温和瑞，等.溶胶凝胶法合成KGd（WO4）2：Eu3+红色荧光粉及其发光性质的研究[J].中国稀土学报，2011，29（02）：178183.

[5]耿秀娟，田彦文，陈永杰，等.红色荧光粉MMoO4：Eu3+ （M=Ca，Sr，Ba）的水热合成及光谱性质[J].发光学报，2011，32（07）：670674.