长余辉发光材料的表面改性-结课论文.docVIP

长余辉发光材料的表面改性 所谓长余辉发光材料即磷光材料, 是指发光材料在激发停止后,发光不会立即消失, 而是持续较长时间(几秒几分几小时甚至更长)的发光现象。古有“夜明珠”“夜光壁”盛传,今有人们熟知的“夜光表”等等,有的是天然含有或人工掺入放射性元素(如Ra , Pm ) , 以其蜕变时的辐射为激发源而发光,称为永久发光；有的则是将白天吸收的日光存储起来, 夜里释放而产生余辉光，不需另加激发源,故有“自发光”之称，既节能又益环保。 1． 长余辉发光材料的研究现状及进展 从长余辉现象的发现,到21世纪初大约10多年间,长余辉材料发展大致可分为三代： 第一代是硫化物，如碱土硫化物，硫化锌。硫化物长余辉发光材料的突出优点是体色鲜艳、发光颜色多样、弱光下吸光速度快。但是硫化物长余辉材料存在着明显的缺点,如余辉亮度低余辉时间短、化学稳定性差、易潮解、不能用于室外, 而且生产过程对环境污染大,其最大缺点是不耐紫外线,在紫外线照射下会逐渐发黑,极大地限制了其使用范围。 第二代是铝酸盐体系，铝酸盐发光材料因为其优良的长余辉特性受到普遍关注。铝酸盐体系长余辉发光材料的突出特点是：余辉亮度高，时间长，化学稳定性好，光稳定性好。缺点是：遇水不稳定，需要在颗粒表面进行物理化学修饰，发光颜色不丰富。 第三代是以硅酸盐为基质的长余辉材料，它是以硅酸盐为基质,采用稀土离子等作为激活剂。它有诸多优点，如化学稳定性好,耐水性强，扩展材料发光颜色范围，更重要的时硅酸盐体系蓄光型发光材料的应用特性优良。 2. 长余辉发光材料的表面改性 表面改性一般有无机包膜，有机包膜，表面活性剂处理三种主要的方法，本文主要浅谈有机包膜这个方法。 2.1 硅烷偶联剂对长余辉发光材料的表面改性 硅烷偶联剂是有机包膜中常用的一种方法。研究表明:硅烷偶联剂的分子结构、用量、水解温度和pH值等因素对其后续的水解缩聚过程均会产生较大影响，其中pH 值的影响尤为显著。 本次用硅烷偶联剂YDH-570，选择在强酸条件下对发光材料表面进行改性，系统研究了该条件下不同pH值改性对表面组成、形貌和发光性能的影响，获得一种有机包覆层结构，可提高发光材料在非极性树脂中的分散性和相容性。 2.1.1 实验 材料 铝酸镁锶长余辉发光材料( SrMgAl4O8: Eu2+，Dy3+)，600目，济南润邦科技有限公司，硅烷偶联剂YDH-570，南京裕德恒偶联剂厂，无水乙醇，分析纯，国药集团化学试剂有限公司。 仪器 pHS-25C 型精密pH计，上海康仪仪器有限公司；DDS-11A 型精密电导率仪，上海康仪仪器有限公司；ST-86LA 型屏幕亮度计，北京师范大学光电仪器厂 样品制备 取3gSrMgAl4O8: Eu2 + ，Dy3 + 发光材料，0.5 g乙烯基硅烷偶联剂( YDH-570) 依次加入盛有30g无水乙醇烧杯中，用2 mol·L － 1 的H2SO4调节至一定pH，60℃恒温水浴回流恒速搅拌反应4h。反应结束后用无水乙醇洗涤3遍，抽滤，干燥后得样品备用。分别称取等量经过改性处理和原样长余辉发光材料，用FW-4 型压片机将改性前后的样品压制成片。 2.1.2 结果 质量变化 通过改性前后的样品质量对比，改性后较改性前的样品质量分别增加了0.7，1，1.6g，增重率分别达到23.3%，33.3%，53.3%，改性效果十分明显。 比表面积 通过YDH-570对长余辉发光材料表面修饰,使得样品在质量增加的同时，比表面积也显著增加，比表面积净增率达到75.6%，215.2%，265.4%，比表面积的增大可以有效增加分体颗粒与有机树脂的结合能力，可以提高其耐沉降性。 扫描电子显微镜 发光材料表面修饰后其性能的变化与颗粒表面包覆层有很大关系。包覆层越完整，均匀，修饰改性效果越好。从原样与不同pH 条件的改性样的SEM可以看出，未处理的样品表面比较光滑，边缘部分棱角分明，这对其使用是不利的；改性后的样品表面则均出现了明显的蜡状包覆层，其中部分表面存在裂纹。对于pH = 0.72条件下改性的样品,最外层存在明显的片状结构，这样的结构可以使其在有机树脂中增大接触面，从而提高其相容性。 发光性能 将发光材料置于暗处24h至其亮度小于0.01cd·m－2，称取一定量的样品，用普通40W灯照射10min后，置于暗盒中，用屏幕亮度计测定样品的发光亮度随时间的变化，得余辉衰减曲线。从样品的余辉衰减曲线对比可以发现改性后样品衰减趋势和速度与未改性非常接近，这说明硅烷偶联剂YDH-570 对发光材料进行的表面修饰对其发光性能基本没有影响。 强酸条件下用硅烷偶联剂YDH-570 对稀土长余辉发光材料进行了表面改性，形成一层连续致密的包覆层，使其比改性前质量明显增加，比表面积显著提高; pH = 0． 72 时改性得到一种片状有