D0I:10.13374/i.issnl001t03.2008.0L.020 第30卷第1期 北京科技大学学报 Vol.30 No.1 2008年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2008 Sr8Si4O12CIs:Eu3+,M+(M+=Sm3+,Al3+)Eu3+ 的敏化发光 赵惠玲王明文刘世香张松季春燕房进 北京科技大学应用科学院化学系，北京100083 摘要采用高温固相法合成了碱土氯硅酸盐SraSi4.012 Cls+Eu3+,M3+(M=Sm3+,A3+)发光材料，并通过激发光谱和发射 光谱的测试，首次在碱土氯硅酸盐体系中研究了S3+、A3+三价金属离子对E3+发光性能的影响及其相对发光强度随组成 变化的规律.实验结果表明，Sm3+和A3+掺入可大幅度提高Eu3+的发光强度，掺入Sm3+和A3+后Eu3+的相对发光强度分 别提高了7.3%和40.5%.Sm3+和A3+对Eu3+有很好的敏化作用，其中A3+的敏化作用尤为突出.Eu3+和Sm3+(A3+)的 最佳掺入量（摩尔分数）为8%和5%(18%)· 关键词发光材料；碱土氯硅酸盐：铕离子：敏化发光 分类号TN422:0614.33+8 Sensitized luminescence of Eu in SraSiO2CIs:Eu,M (M=Sm,Al) ZHAO Huiling.WA NG Mingwen,LIU Shixiang.ZHA NG Song.JI Chunyan,FANG Jin School of Applied Science.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACT The alkali earth chlorosilicate of SraSiOCls'Eu,M(M=SmAl)was synthesized by the high temperature solid state method.The excitation and emission spectra were measured and the luminescent properties of red-photoluminescence were investigated.The effects of Smand Alion n the luminescence of Euions and the relation of relative luminescence intensity to its composition were analyzed.The results show that M3(M=Sm3 Al)ions can sensitize Eu ions in SraSi02Cls.with the relative luminescence intensity increasing 7.3%and 40.5%,respectively.The luminescence intensity reaches to the maximum when the molar fractions of Eu+and Sm(Al)are 8%and 5%(18%).respectively. KEY WORDS luminescent materials:chlorosilicate:europium ion:sensitized luminescence 碱土卤硅酸盐是一种新型的发光基质材料· 行为尚未见报导.本文研究了Sr8Si402Cl8基质中 Ca8Zn(Si04)4Cl2、CasMg(Si04)4Clz、Y3Siz0sCl等基 Sm3+以及A3+对Eu3+的敏化作用. 质都有文献报道.文献[5]报道了Sr8Si401zClg: 1 实验过程 Em2+的组成、结构和发光特性，SrsSi4012Cs属四方 晶系，Sr只占据一种格位，用作基质材料有利于提 1.1材料合成 高发光纯度 Srs--,Si012 Cls xEu3+,yM3+(M3+= 在许多应用中，好的红基色应当有一个近于 Sm3+,A3+)荧光粉采用高温固相反应合成（摩尔分 610nm窄带发射，而Eu3+激活的发光体正好满足 数：x=1%~10%,ysm=3%~6%,y1=10%~ 20%),所用试剂有SC126H0(分析纯)、Si0z(优 这一条件.敏化剂的加入是提高荧光粉发光强度的 重要手段.Eu3+及其敏化剂在其他基质中的发光已 级纯)、SrCO3(分析纯)、Na2CO3(分析纯)、Ez03 有报道[)，但Eu3+在SrSi4012Cls基质中的发光 (99.99%)、Sm203(99.99%)和Al203(分析纯)，其 中Na2CO3为电荷补偿剂.按化学计量比称取各组 收稿日期：2006-09-08修回日期：2006-10-13 分原料(Si02过量)向，在玛瑙研钵中研细混匀，置 作者简介：赵惠玲(1982一)，女，硕士研究生：刘世香(1964一)，女， 于刚玉坩埚内，在马弗炉中900℃焙烧4h,趁热取 副教授，硕士 出，空气中冷却，研细后进行测试，Sr8Si4O12Cl8∶Eu 3＋ ‚M3＋（M3＋＝Sm 3＋ ‚Al 3＋）中 Eu 3＋ 的敏化发光 赵惠玲 王明文 刘世香 张 松 季春燕 房 进 北京科技大学应用科学院化学系‚北京100083 摘 要 采用高温固相法合成了碱土氯硅酸盐 Sr8Si4O12Cl8∶Eu 3＋‚M 3＋（M＝Sm 3＋‚Al 3＋）发光材料‚并通过激发光谱和发射 光谱的测试‚首次在碱土氯硅酸盐体系中研究了 Sm 3＋、Al 3＋三价金属离子对 Eu 3＋发光性能的影响及其相对发光强度随组成 变化的规律．实验结果表明‚Sm 3＋和 Al 3＋掺入可大幅度提高 Eu 3＋的发光强度‚掺入 Sm 3＋和 Al 3＋后 Eu 3＋的相对发光强度分 别提高了7∙3％和40∙5％．Sm 3＋和 Al 3＋对 Eu 3＋有很好的敏化作用‚其中 Al 3＋的敏化作用尤为突出．Eu 3＋和 Sm 3＋（Al 3＋）的 最佳掺入量（摩尔分数）为8％和5％（18％）． 关键词 发光材料；碱土氯硅酸盐；铕离子；敏化发光 分类号 T N422；O614∙33＋8 Sensitized luminescence of Eu 3＋ in Sr8Si4O12Cl8∶Eu 3＋‚M 3＋ （M 3＋＝Sm 3＋‚Al 3＋ ） ZHA O Huiling‚W A NG Mingwen‚LIU Shixiang‚ZHA NG Song‚JI Chunyan‚FA NG Jin School of Applied Science‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT T he alkali earth chlorosilicate of Sr8Si4O12Cl8∶Eu 3＋‚M 3＋（M＝Sm 3＋‚Al 3＋） was synthesized by the high temperature solid state method．T he excitation and emission spectra were measured and the luminescent properties of red-photoluminescence were investigated．T he effects of Sm 3＋ and Al 3＋ ions on the luminescence of Eu 3＋ ions and the relation of relative luminescence intensity to its composition were analyzed．T he results show that M 3＋（M＝Sm 3＋‚Al 3＋） ions can sensitize Eu 3＋ ions in Sr8Si4O12Cl8‚with the relative luminescence intensity increasing7∙3％ and40∙5％‚respectively．T he luminescence intensity reaches to the maximum when the molar fractions of Eu 3＋ and Sm 3＋（Al 3＋） are8％ and5％ （18％）‚respectively． KEY WORDS luminescent materials；chlorosilicate；europium ion；sensitized luminescence 收稿日期：2006-09-08 修回日期：2006-10-13 作者简介：赵惠玲（1982—）‚女‚硕士研究生；刘世香 （1964—）‚女‚ 副教授‚硕士 碱土卤硅酸盐是一种新型的发光基质材料． Ca8Zn（SiO4）4Cl2、Ca8Mg（SiO4）4Cl2、Y3Si2O8Cl 等基 质都有文献报道［1—4］．文献［5］报道了 Sr8Si4O12Cl8∶ Eu 2＋的组成、结构和发光特性‚Sr8Si4O12Cl8 属四方 晶系‚Sr 只占据一种格位‚用作基质材料有利于提 高发光纯度． 在许多应用中‚好的红基色应当有一个近于 610nm 窄带发射‚而 Eu 3＋ 激活的发光体正好满足 这一条件．敏化剂的加入是提高荧光粉发光强度的 重要手段．Eu 3＋及其敏化剂在其他基质中的发光已 有报道［6—12］‚但 Eu 3＋在 Sr8Si4O12Cl8 基质中的发光 行为尚未见报导．本文研究了 Sr8Si4O12Cl8 基质中 Sm 3＋以及 Al 3＋对 Eu 3＋的敏化作用． 1 实验过程 1∙1 材料合成 Sr8— x—y Si4O12 Cl8∶ xEu 3＋‚yM 3＋ （ M 3＋ ＝ Sm 3＋‚Al 3＋）荧光粉采用高温固相反应合成（摩尔分 数：x＝1％～10％‚ySm＝3％～6％‚yAl＝10％～ 20％）．所用试剂有 SrCl2·6H2O（分析纯）、SiO2（优 级纯）、SrCO3（分析纯）、Na2CO3（分析纯）、Eu2O3 （99∙99％）、Sm2O3（99∙99％）和 Al2O3（分析纯）‚其 中 Na2CO3 为电荷补偿剂．按化学计量比称取各组 分原料（SiO2 过量） ［5］‚在玛瑙研钵中研细混匀‚置 于刚玉坩埚内‚在马弗炉中900℃焙烧4h‚趁热取 出‚空气中冷却‚研细后进行测试． 第30卷 第1期 2008年 1月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．1 Jan．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．01．020