CaAl12O19:Mn4+红色荧光粉的合成、敏化发光和应用研究

摘要

农用转光膜在保留农作物生长所必需的光的基础上，通过改善照射农作物太阳光的光质，更加高效的将太阳光中对农作物生长发育无益或有害的光线（例如紫外光）转化为对其自身生长发育所必需的蓝紫光以及红橙光，达到增加农作物产量、提高农作物品质的目的。
　　而Mn4+离子表现出宽带发射，它的发射峰位置受基质晶格和晶体场强度影响很大，但主要集中在640 nm之后的红光区，与植物叶绿素吸收光谱的红光区相匹配。
　　(1)本论文设计并合成了一种红色荧光粉Ca1-yAl12-x-m-nO19∶xMn4+，yBi3+，mMg2+，nB3+(CAO∶MBMB)，它在紫外光区和蓝光区有很强的吸收。通过激发和发射光谱漫反射光谱，证明了Bi3+离子在增强荧光粉的光学性质上起到了敏化剂的作用，特别是在蓝光激发强度的增加。比CaAl12O19∶0.5％Mn4+时，它的紫外区波段的激发强度增长至少1.5倍，并且400 nm处峰值有明显提升。同时，Bi3+掺杂的荧光粉的发光强度在y=5.0％时增加了2.5倍。
　　(2)在已合成的最佳荧光粉配方的基础上，采用溶胶凝胶法合成得到了具有红光发射性质的物相纯净的荧光粉，同时进行了正交试验探讨其温度和时间的影响。探讨了微波煅烧法合成该荧光粉的工艺条件。
　　(3)对几种不同基质Mn4+掺杂的铝酸盐体系的荧光粉进行对比，探究B3+和Bi3+离子对铝酸盐荧光粉的影响，比较并得出最佳的红色荧光粉配方。同时将CaAl12O19∶Mn4+荧光粉投入到农用装光膜的应用上，提高农用转光膜在641～654 nm处的红光发射。

目录

摘要

1 绪论

1．1 太阳光谱转换的意义与目的

1．2 农用转光膜目前存在的问题

1．3 本文研究的主要内容

2 CaAl12O19：Mn4+红色荧光粉的合成与发光性质

2．1．1 实验试剂

2．1．2 实验主要仪器设备

2．1．3 高温固相法合成CaAl12O19：Mn4+荧光粉的优化

2．1．4 Bi3+对CaAl12O19：Mn4+，0．06CaF2，0．20MgF2荧光粉的发光的影响

2．1．5 Sr2+，Ba2+，B3+和Ga3+掺杂CaAl12O19：0．01Mn4+，0．06CaF2，0．20MgF2荧光粉的正交实验

2．1．6 B3+离子对CaAl12O19：0．01Mn4+，0．06CaF2，0．20MgF2荧光粉的影响

2．1．7 CaM2Al15．92O27：0．08Mn4+荧光粉的优化

2．1．8 实验表征

2．2 结果与讨论

2．2．1 高温固相法合成CaAl12O19：Mn4+荧光粉的优化

2．2．2 Bi3+对CaAl12O19：0．01Mn4+，0．06CaF2，0．20MgF2荧光粉发光性质的影响

2．2．3 Sr2+、Ba2+、B3+和Ga3+掺杂荧光粉的发光性质

2．2．4 B3+对CaAl12O19：0．01Mn4+，0．06CaF2，0．20MgF2，0．05Bi3+荧光粉发光性质的影响

2．2．5 Bi3+，B3+对CaM2Al15．92O27：0．08Mn4+荧光粉发光性质的影响

2．2．6 三种基质的荧光粉的对比

2．3 本章小结

3 溶胶-凝胶法和微波加热法合成CaAl12O19：Mn4+及发光性质

3．1 实验部分

3．1．1 实验试剂

3．1．2 实验仪器

3．1．3 溶胶凝胶法合成CaAl12O19：Mn4+，Bi3+荧光粉的正交实验

3．1．4 CaAl12O19：Mn4+，Bi3+荧光粉微波煅烧时间实验

3．1．5 实验表征

3．2 结果与讨论

3．2．1 溶胶凝胶法正交试验合成的CaAl12O19：Mn4+，Bi3+荧光粉的发光性质

3．2．2 微波法煅烧不同时间对CaAl12O19：Mn4+，Bi3+荧光粉的荧光性质的影响

3．3 本章小结

4 CAO：Mn4+荧光粉在农膜上的应用研究

4．1 结果与讨论

4．2 本章小结

5 结论与展望

参考文献

攻读硕士期间发表论文情况

致谢

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