新型钨钼酸盐-双钙钛矿体系荧光粉的制备与性能研究.pdf
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1、-43-第3期2023年6月No.3June,2023新型钨钼酸盐-双钙钛矿体系荧光粉的制备与性能研究冶 艳,杨建美,张颖异(武威职业学院,甘肃 武威 733000)摘 要:首先,使用溶胶凝胶法,按新型钨钼酸盐-双钙钛矿体系计量比对荧光粉原料进行分子体系混合;其次,使用高温固相法对复合粉体进行煅烧,制备新型钨钼酸盐-双钙钛矿体系纳米荧光粉;最后,通过X射线衍射(XRD)分析仪、场发射扫描电镜、荧光分光光度计对新型钨钼酸盐-双钙钛矿体系荧光粉进行分析。结果表明:通过溶胶凝胶法预处理的复合粉体制备的新型钨钼酸盐-双钙钛矿体系纳米荧光粉粒径小,大约为100 nm,颗粒饱满,基本没有凹洞,具有很高的发
2、射强度和优异的发光性能。关键词:高温固相法;溶胶凝胶法;新型钨钼酸盐-双钙钛矿体系荧光粉;微观形貌习近平总书记指出:“尽管我国粮食生产连年丰收,对粮食安全还是始终要有危机意识,今年全球新冠肺炎疫情所带来的影响更是给我们敲响了警钟。”我国是一个人口众多、土地资源相对不足的国家,粮食安全始终是重点关注对象。能源匮乏和耕地减少问题的加剧对人们的生活产生了严重的影响。为了响应可持续发展的号召,努力提高能源的利用率成为必要举措1-3。为了推动和实现传统农业向现代化农业的转型升级,促进植物生长的发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)用荧光粉展现出巨大的应用空间和广阔的应用前景4-5
3、。太阳光谱对植物的生长尤为重要,但并非所有光谱带对植物生长都有帮助。一般叶绿素a、b和类胡萝卜素等色素所吸收的蓝光波段(400500 nm)决定向光性;红光波段(620690 nm)控制光合作用;植物中最主要的光感受系统光敏色素吸收红光波段(吸收红光型Pr,中心在660 nm)和远红光波段(吸收远红光型Pfr,中心在730 nm),该波段负责光形态建成;光合细菌中的细菌叶绿素等色素吸收的远红光近红外光波段(7151 050 nm)用于生物固氮、养分吸收和植物维生素合成等,间接促进了植物生长。此外,太阳光谱中的近紫外、绿光和黄光等波段几乎未被植物利用。据估算,太阳光能量的最大转换效率仅为4.6%
4、6.0%,可见太阳光的能量转换效率并不高。随着经济与社会的发展,植物工厂的出现使植物生长摆脱了对太阳光的依赖,而高效、节能光源的研发是实现植物工厂发展的重要前提6。本研究将钨钼酸盐和双钙钛矿体系按一定的计量比混合,通过溶胶凝胶法与高温固相法的配合制备新型钨钼酸盐-双钙钛矿体系荧光粉。1 实验部分实验材料:MgO、Eu2O3、Li2CO3、BaCO3、SrCO3、WO3、MoO3、CaCO3、Na2CO3、BaCO3和K2O2,均为99.99%的分析纯;无水乙醇;去离子水;乳化剂为span80、tween80;分散剂为马来酸酐。实验仪器:分析天平(FA2005,SHIMADZU公司),坩埚,电热
5、套(ZHT,山东菏泽牡丹区俊腾电子仪器有限公司),电热套,玛瑙研钵,马弗炉(KSL-1000X,合肥科晶材料技术有限公司),电动搅拌器(OS60-S,科兴仪器),X射线衍射(Diffraction of X-Rays,XRD)分析仪(D8,德国Bruker公司),荧光分光光度计(Hitachi F-4600,日本Hitachi公司),扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)(Hitachi4800,日本Hitachi公司)。按照计量比准确称取MgO、Eu2O3、Li2CO3、BaCO3、SrCO3、WO3、MoO3、CaCO3、Na2CO3和BaCO3
6、,量取30 mL无水乙醇、100 mL去离子水,并依次将些材料加入四口烧瓶中,摇匀备用。设定电热套的温度为100、电动搅拌器的搅拌速度为500 r/min,搅拌60 min,加回流冷凝装置,再加入乳化剂span80、tween80和去离子水的混合液,比例为1 1 200,再次设定电热套温度为155,继续搅拌30 min,然后设定温度为400 并保持搅拌速度为300 r/min,逐滴基金项目:甘肃省教育厅创新基金项目(2021B-525)作者简介:冶艳(1984),女,甘肃兰州人,工程师,硕士;研究方向:新型钨钼酸盐-双钙钛矿体系荧光粉的设计。现代盐化工Modern Salt and Chemi
7、cal Industry-44-第3期2023年6月No.3June,2023加入马来酸酐分散剂,继续搅拌1 h,停止加热,继续搅拌直至悬浮液冷却,过滤,去离子水洗涤,反复23次,即得钨钼酸盐-双钙钛矿体系预备体。将预备体放入坩埚中,振实放入马弗炉中,在预定温度下煅烧4 h,随炉冷却后,将煅烧得到的样品研磨成粉末状。采用XRD分析仪(D8 Advance,德国Bruker公司)对新型钨钼酸盐-双钙钛矿体系荧光粉进行物相分析;采用Hitachi4800型场发射SEM观察新型钨钼酸盐-双钙钛矿体系荧光粉微观形貌并进行分析;采用荧光分光光度计测定新型钨钼酸盐-双钙钛矿体系荧光粉的发射光谱。2 结果和
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