硅酸盐学报・ 342 ・2013年DOI：10.7521/j.issn.0454–5648.2013.03.11 M1.95P2O7:0.05Eu3+(M=Ba, Sr, Ca)红色荧光粉的制备及其发光性能昉鄢蜜1，薛丽红2，严有为2(1. 中国电力科学研究院，电力自动化研究所，南京 210003；2. 华中科技大学，模具技术国家重点实验室，武汉 430074)摘要：以尿素为燃料，采用溶液燃烧法合成出M2P2O7:Eu3+ (M=Ba, Sr, Ca)红色荧光粉。
利用X射线衍射和荧光光谱研究了激活剂Eu3+对3种荧光粉晶体结构和发光性能的影响。
结果表明，制得样品分别为纯相的六方晶系Ba2P2O7、正交晶系Sr2P2O7和四方晶系Ca2P2O7。
光谱分析表明，M2P2O7:Eu3+ (M=Ba, Sr, Ca)的激发峰位置和发射峰位置均基本相同。
M1.95P2O7:0.05Eu3+ (M=Ba, Ca)发射红光，其对应于5D0→7F2电偶极跃迁的612nm发射峰强度高于对应于5D0→7F1磁偶极跃迁的588nm和593nm发射峰，说明Eu3+在M2P2O7 (M=Ba, Ca)基质中处于非对称格位；而Sr1.95P2O7:0.05Eu3+发射橙红光，Eu3+在Sr2P2O7基质中处于对称格位。
在394nm激发下，M1.95P2O7:0.05Eu3+ (M=Ba, Sr, Ca)的色度坐标分别为(0.35，0.21)、(0.24，0.15)、(0.35，0.21)。
这3种荧光粉均能被394nm紫外光和464nm蓝光有效激发，发射红光或橙红光。
关键词：溶液燃烧法；焦磷酸盐；铕掺杂；红色荧光粉中图分类号：O614 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2013)03–0342–05网络出版时间：网络出版地址：Preparation and Luminescence Properties of M1.95P2O7:0.05Eu3+ (M=Ba, Sr, Ca)Red Emitting PhosphorsYAN Mifang1，XUE Lihong2，YAN Youwei2(1. Power Automation Department, China Electric Power Research Institute, Nanjing 210003, China; 2. State Key Laboratory ofMaterial Processing and Die & Mould Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China)Abstract: Red phosphors M1.95P2O7:0.05Eu3+ (M=Ba, Sr, Ca) were synthesized with urea as a fuel by a combustion-assisted method. The phase composition and luminescence properties were investigated by X-ray diffraction and fluorescence spectroscopy, respec-tively. The result shows that the samples prepared appear pure hexagonal Ba2P2O7, orthorhombic Sr2P2O7 and tetragonal Ca2P2O7, respectively. The excitation and emission peaks of the M1.95P2O7:0.05Eu3+ (M=Ba, Sr, Ca) phosphors were located at the same points. The M1.95P2O7:0.05Eu3+ (M=Ba, Ca) emitted mainly a red light, and the intensity of the emission peaks located at 612nm due to5D→7F2 electric-dipole transition of Eu3+ was greater than that located at 588and 593nm due to 5D0→7F2 electric-dipole transition. It indicated that Eu3+ lied in non-centrosysmetrical sites. On the contrary, the Sr1.95P2O7:0.05Eu3+ phosphor emitted mainly an or-ange-red light, and Eu3+ lied in centrosymmetry sites, The CIE chromaticity diagram coordinate of M1.95P2O7:0.05Eu3+ (M=Ba, Sr, Ca) phosphors were calculated as (0.35, 0.21), (0.24, 0.15) and (0.35, 0.21), respectively. All the three phosphors could be excited by a near UV light at 394nm and a blue light at 464nm, emitting a red or an orange-red light.Key words: combustion method; pyrophosphate; europium doped; red emitting phosphor白光发光二极管(white light emitting diode，WLED)具有节能、环保、高效和寿命长等优点，被誉为21世纪的绿色光源。
荧光粉的研究和开发是制备高质量白光LED的基础。
其中，红色荧光粉由于发光效率低、稳定性差，难以满足三基色荧光粉的要求，因此白光LED用红色荧光材料的研究与新体系探索已成为发光材料领域的前沿课题。
磷酸盐是一类十分稳定的化合物，可用作稀土收稿日期：2012–09–02。
修订日期：2012–10–24。
基金项目：国家自然科学基金(51002054)；中央高校基本科研业务费资助(HUST：2011TS014)。
第一作者：鄢蜜昉(1987—)，女，硕士，工程师。
通信作者：薛丽红(1975—)，女，博士，副教授。
Received date:2012–09–02. Revised date: 2012–10–24.First author: YAN Mifang (1987–), female, Master, Engineer.E-mail: yanmifang@Correspondent author: XUE Lihong (1975–), female, Ph.D., AssociateProfessor.E-mail: xuelh@第41卷第3期2013年3月硅酸盐学报JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETYVol. 41，No. 3March，20132013-02-28 11:08/kcms/detail/11.2310.TQ.20130228.1108.201303.342_011.html鄢蜜昉等：M1.95P2O7:0.05Eu3+ (M=Ba, Sr, Ca)红色荧光粉的制备及其发光性能・ 343 ・第41卷第3期发光材料的基质[1]，具有合成温度低、发光亮度高、物理化学性质稳定等优点。
2008年，Ye等[2]采用高温固相法于1050℃制备得到Sr2P2O7:Eu2+,Mn2+白光LED荧光粉，该荧光粉可被380nm近紫外光激发，发射420nm蓝光和585nm橙红光。
但高温固相法由于合成温度高、煅烧时间长，导致颗粒尺寸过大，需要进行二次球磨，导致其发光性能降低。
溶液燃烧法工艺简单，操作方便，是一种很有前景的湿化学合成方法[3–4]。
Eu3+是常用的激活剂离子。
当Eu3+处于不同对称中心时，其发光在5D0→7F1磁偶极跃迁与5D0→7F2受迫电偶极跃迁上表现出不同的特性。
本工作在前期研究[5]的基础上，采用溶液燃烧法制备M2P2O7:Eu3+ (M=Ba, Sr, Ca)红色荧光粉。
研究激活剂Eu3+在3种焦磷酸盐中的发光特性，对比不同ⅡA 族金属元素的稀土掺杂焦磷酸盐在发光性能上的差异。
1 实验1.1样品制备实验所用原料为分析纯的Ba(NO3)2、Sr(NO3)2、Ca(NO3)2·4H2O、(NH4)2HPO4、CO(NH2)2、HNO3和纯度为99.99%的Eu2O3。
其中CO(NH2)2作为燃料。
反应式如下：Ba(NO3)2/Sr(NO3)2/Ca(NO3)2·4H2O+(NH4)2HPO4+HNO3+Eu2O3→M2P2O7:Eu3+ (M=Ba, Sr, Ca) (1)根据前期研究[5]，Eu2O3的量为反应产物的2.5% (摩尔分数)。
按照化学计量比先称取Eu2O3加入蒸馏水中，滴加浓硝酸至氧化物完全溶解。
再依次加入其它原料，并加蒸馏水至150mL，在80℃电磁搅拌1h，获得澄清透明溶液。
将澄清溶液置于LCS-1000点火装置中于600℃反应燃烧，最后将得到的产物在900℃煅烧3h，冷却后研磨得到最终产物。
按照此方法分别制得Ba1.95P2O7:0.05Eu3+、Sr1.95P2O7: 0.05Eu3+和Ca1.95P2O7:0.05Eu3+荧光粉。
1.2 表征采用X′Pert PRO型X射线粉末衍射仪对样品进行物相分析(Cu靶，管电压为40kV，管电流为40 mA，λ=0.15406nm。
扫描范围为10°～70°)。
采用荷兰PHILIPS公司Sirion200型场发射扫描电子显微镜含EDAX能谱仪对样品进行能谱分析。
采用RF- 5301型荧光分光光度计测定样品的激发光谱和发射光谱(激发与发射栅栏间距为3nm，光源为Xe灯)。
2 结果与讨论2.1 M1.95P2O7:0.05Eu3+ (M=Ba, Sr, Ca)荧光粉的物相分析图1为M1.95P2O7:0.05Eu3+ (M=Ba, Sr, Ca)荧光粉的X射线衍射(XRD)谱。
由图1可见，3种荧光图1 M1.95P2O7:0.05Eu3+ (M=Ba, Sr, Ca)荧光粉的XRD谱Fig. 1 XRD patterns of M1.95P2O7:0.05Eu3+ (M=Ba, Sr, Ca) phosphors硅 酸 盐 学 报・ 344 ・2013年粉的XRD 谱分别与其对应的标准卡符合的很好，没有杂峰出现，说明制备得到的样品分别为纯相的六方晶系Ba 2P 2O 7、正交晶系Sr 2P 2O 7和四方晶系Ca 2P 2O 7。