【摘 要】
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稀土硫酸氧化物和稀土硫氧化物作为高效的荧光粉基质材料,具有发光效率高,化学稳定性高,熔点高和均匀性高的特点。镥作为镧系元素中的最后一位元素,其4f电子层充满电子,物理化学性能稳定且密度高,在X射线增感屏、闪烁体材料、X射线计算机断层成像（X-CT）等方面有着巨大的潜力和广泛的应用。因此探究Lu2O2SO4:Eu3+/Lu2O2S:Eu3+荧光粉的制备方法和荧光性能是十分重要的。本论文主要研究内容概
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稀土硫酸氧化物和稀土硫氧化物作为高效的荧光粉基质材料,具有发光效率高,化学稳定性高,熔点高和均匀性高的特点。镥作为镧系元素中的最后一位元素,其4f电子层充满电子,物理化学性能稳定且密度高,在X射线增感屏、闪烁体材料、X射线计算机断层成像（X-CT）等方面有着巨大的潜力和广泛的应用。因此探究Lu2O2SO4:Eu3+/Lu2O2S:Eu3+荧光粉的制备方法和荧光性能是十分重要的。本论文主要研究内容概括如下:以氧化镥、硝酸、硝酸铕、尿素和硫酸铵为起始材料,其中尿素作为沉淀剂提供羟基和碳酸根官能团,硫酸铵提供硫源。采用简单的均相沉淀法成功制备了粒径约800 nm的绒球状Lu2O2SO4:Eu3+荧光粉。探究了Lu2O2SO4:Eu3+的合成机制及光致发光性能,并从溶解-再结晶及自组装角度阐述了绒球状结构的形成机理。结果表明,Lu3+、（NH4）2SO4与CO（NH2）2之间的最佳比例为1:25:50,最佳煅烧温度为800℃,在396 nm紫外光激发下,Lu2O2SO4:x%Eu3+在620 nm处显示最强的红色发光,这归属于Eu3+的~5D0-~7F2跃迁,Eu3+的最佳掺杂浓度为6.0%,其CCT（颜色相关温度）为1915 K。此外,该荧光粉的荧光衰减曲线可以用双指数函数很好的拟合,平均荧光寿命τ为39.558μs。以氧化镥、硝酸铕、硝酸、硫酸铵、氨水、碳酸钠和升华硫为主要原料,采用一种简便的共沉淀法制备可分别用作合成Lu2O2SO4和Lu2O2S的“通用”前驱体,并在此基础上分别合成了Lu2O2SO4:Eu3+和Lu2O2S:Eu3+荧光粉。其中,Lu2O2SO4是通过将前驱体在空气中800℃煅烧2 h获得的,而Lu2O2S是将前驱体、碳酸钠和升华硫混合均匀后转移至密闭的坩埚中500℃煅烧2 h合成的。研究表明共沉淀过程中Lu3+与（NH4）2SO4的最佳掺杂比例为2:50,1.5 M NH3·H2O的最佳加入量为22 m L,获得的前驱体为包含Lu3+、OH-、SO42-和部分结晶水的非晶结构。PL结果显示Lu2O2SO4:x%Eu3+荧光粉和Lu2O2S:y%Eu3+荧光粉的最佳Eu3+掺杂浓度分别为3.0%和6.0%,此外,棒状与近球状混合形貌的Lu2O2S:6.0%Eu3+荧光粉相比于块状形貌的Lu2O2SO4:3.0%Eu3+荧光粉具有更强的红色发光强度,更短的余晖寿命（12.650μs）及CCT值（1738 K）。以氧化镥、硫酸、硝酸铕、氨水、尿素、碳酸钠和升华硫为主要原料,在上文中两种合成方法的基础上分别采用改进的共沉淀法和均相沉淀法合成Lu2O2SO4和Lu2O2S的“通用”前驱体,简化了实验步骤,并在此基础上分别合成了粒径约1μm的Lu2O2SO4:Eu3+和Lu2O2S:Eu3+准球形荧光粉并探究了产物的合成机制及光致发光性能。结果表明Lu2O2SO4:x%Eu3+荧光粉和Lu2O2S:x%Eu3+荧光粉的最佳煅烧温度与前文结果相一致,其中Lu2O2SO4:x%Eu3+由空气气氛下800℃煅烧2 h获得,Lu2O2S:x%Eu3+于固相法创造的密闭硫化气氛下500℃煅烧2 h获得。此外,它们的PL发光均表现为Eu3+的典型红光发射,最佳掺杂浓度均为7.5%,在同等掺杂浓度下,近似形貌的Lu2O2SO4:7.5%Eu3+荧光粉相比于Lu2O2S:7.5%Eu3+荧光粉具有更高的发光强度、余晖寿命（1.664 ms）及CCT值（2669 K）。它们的荧光衰减曲线均可用单指数函数很好的拟合。
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