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目前硼酸盐基质发光材料已成为研究的热点之一,并在制备、发光性能的提升等方面取得了一定的进展,但硼酸盐基质发光材料的研究体系仍显狭窄,几乎全是无水硼酸盐基质,对水合硼酸盐基质的研究很少。此外,制备方法仍显单一,主要是高温固相法,且对于制备方法、条件与产品形貌、发光性能之间的关系研究仍需深入、完善。因此,拓宽硼酸盐发光材料的研究体系,并深入研究制备方法及其条件对产品形貌、粒径及发光性能的影响,将有助于发现新型硼酸盐基质发光材料,为硼酸盐基质发光材料的研究和应用提供科学依据,并将促进硼酸盐及硼矿资源的开发利用。本文以碱土金属硼酸盐基质发光材料为研究对象,采用不同方法制备得到了水合及无水硼酸镁、硼酸钙、硼酸锶和硼酸钡基质发光材料,并对它们进行了 EDS,XRD,IR,SEM,TG-DTA及化学分析等表征,研究了其发光性能。具体研究内容如下:(1)利用水热法首次制备得到了纳米线组装的刺球状2MgO·B203·2H20和纳米线组装的不规则刺球状2MgO·B2O3·2H20:Eu3+,并利用制备的2MgO·B203·2H20:Eu3+高温焙烧得到球团状Mg2B205:Eu3+。结果发现Eu3+的掺入对2MgO·B203·2H20的结构、结晶度、形貌影响不大。考察了反应时间及Eu3+掺杂量对2MgO·B203·2H20:Eu3+发光性能的影响,获得了最佳制备条件。2MgO·B203·2H20:Eu3+ 和 Mg2B205:Eu3+ 的最高发射峰分别位于λ = 614nm 和 λ =592nm处,对应于红色发光和橙色发光；2MgO·B2O3·2H20:Eu3+的色纯度(红色)明显高于Mg2B2O5:Eu3+的色纯度(橙色),表明2MgO·B203·2H2O:Eu3+是一种制备温度低、形貌规则且色纯度高的红色发光纳米材料。(2)利用水热法及复盐相转化法,制备得到了八种水合硼酸钙及以其为基质的Eu3+掺杂的发光材料,Eu3+的掺入对其结构基本没有影响,但对形貌及粒径有一定的影响。制备得到的八种水合硼酸钙基质发光材料分别为:微米片组装的刺球状的CaB2O4·0.5H2O:Eu3+、分散的微米片状CaB6O10·4H20:Eu3+、三角形片聚集状的CaB6010·5H20:Eu3+、微米带状的Ca2B205·H20:Eu3+、微米棒组装的刺球状的CaB305(OH):Eu3+、微米片状的Ca2B10O17·5H2O:Eu3+、纳米片聚集体结构Ca2B14023·8H20:Eu3+和纳米片组装的不规则球状Ca4B10O19·7H2O:Eu3+。同时,对制备的八种Eu3+掺杂产品的发光性能进行了研究,它们的最高发射峰均对应于Eu3+的5D0-7F2跃迁,主要为红色发光。此外,还研究了表面活性剂或助剂种类、Eu3+掺杂量分别对这八种水合硼酸钙基质发光材料发光性能的影响,研究了原料种类(或制备方法)及反应时间对Ca4B10O19·7H2O:Eu3+和Ca2B10O17·5H2O:Eu3+发光性能的影响,获得了最佳的制备方法及条件。通过焙烧前躯体(Ca2B2O5·H20:Eu3+)法制备得到了带状结构的Ca3(BO3)2:Eu3+,与前躯体的发光性能对比,二者的最高发射峰位置基本相同,均为红色发光;在各自最佳激发波长处,Ca2B2O5·H2O:Eu3+的发光强度及红橙比竟和Ca3(BO3)2:Eu3+基本相同,表明Ca2B2O5·H2O:Eu3+是一种发光性能良好的红色发光材料。另外,通过焙烧前躯体4CaO·5B2O3·7H20:Eu3+制备得到了 CaB2O4:Eu3+,其最强发射峰位于λ=588nm(橙色),并研究了前躯体制备条件及焙烧温度对产品发光性能的影响,探索到了最佳制备条件和焙烧温度。与传统高温固相反应法制备的CaB2O4:Eu3+相比,利用焙烧前躯体法制备的CaB204:Eu3+具有分散性较好、焙烧温度较低以及发光强度更好的优点。(3)利用液相沉淀法制备了SrB2O4·4H2O和SrB204·4H20:Eu3+,利用高温焙烧前驱体法制备了SrB2O4和SrB2O4:Eu3+,对其进行了一系列表征,并研究了其发光性能以及制备条件对其发光性能的影响。结果发现基质SrB2O4·4H20和SrB2O4在紫外区具有较强的发光性能,SrB2O4·4H20:Eu3+和SrB2O4:Eu3+均在λ=613nm呈现最强发射峰。此外,发现结晶水对基质本身以及掺杂荧光粉都具有一定的荧光猝灭作用,但通过延长反应时间,提高Eu3+掺杂量,可以大大提高SrB2O4·4H2O:Eu3+发光性能,获得与SrB2O4:Eu3+的发光强度相当、反应温度低且具有比SrB204:Eu3+更高的红橙比和猝灭浓度的红色发光材料SrB2O4·4H2O:Eu3+。利用超声处理共沉淀法制备了SrB6O10·5H2O和SrB6O10·5H2O:Eu3+,利用高温焙烧前驱体法制备了SrB6O10和SrB6O10:Eu3+,并研究了其发光性能。结果发现基质SrB6O10·5H2O和SrB6O10在紫外区具有较强的自激活发光,SrB6O10·5H2O:Eu3+和SrB6O10:Eu3+的最高发射峰均位于λ=615nm处。此外,研究了不同表面活性剂和助剂对SrB6O10·5H2O:Eu3+形貌及发光性能的影响,得到了不同形貌的SrB6O10·5H2O:Eu3+,且发现表面活性剂和助剂对产品的发光性能有较大的影响,当加入表面活性剂CTAB时制备的SrB6O10·5H20:Eu3+具有最高的发光强度和红橙比。对比 SrB6O10·5H2O:Eu3+和 SrB6O10:Eu3+的发光性能,发现 SrB6O10·5H2O:Eu3+具有更高的红橙比、猝灭浓度以及更高的Eu3+稳定性。(4)利用水热法制备得到了球状Ba-B-O:Eu3+、棒状Ba-B-O:Eu3+和砖块状Ba3B6O9(OH)6:Eu3+,并通过超声共沉淀法制备得到粒状Ba-B-O:Eu3+。对制备的前躯体高温焙烧分别得到球状、棒状、粒状和大片状的BaB204:Eu3+。研究了前躯体及BaB204:Eu3+的发光性能,发现产品结构、形貌、粒径、掺杂量对其发光性能有一定的影响,在前躯体中粒状Ba-B-O:Eu3+的发光强度和猝灭浓度最高,Ba3B609(OH)6:Eu3+的红橙比最高。在BaB204:Eu3+中,球状BaB204:Eu3+的发光强度和猝灭浓度最高,微粒状的BaB204:Eu3+的红橙比最高。比较发现,BaB204:Eu3+的发光强度均强于它们的前躯体,且Ba-B-O:Eu3+比Ba3B609(OH)6:Eu3+更有利于制备得到发光性能好的BaB204:Eu3+。利用水热法制备得到球状BaO·3B203·4H2O、BaO·3B203·4H20:Eu3+和纳米带状BaO·3B203·5H2O、BaO·3B2O3·5H20:Eu3+,并通过超声沉淀法制备得到蠕虫状的BaO·3B203·5H20和球状的BaO·3B203·5H20:Eu3+。在表征基础上研究了BaO·3B203·4H20:Eu3+和BaO·3B203·5H20:Eu3+的发光性能,以及Eu3+掺杂量对其发光性能的影响。研究发现产品的结构、形貌及粒径对产品的发光性能影响较大,纳米带状的BaO·3B203·5H2O:Eu3+具有很强的发光强度和高的红橙比,表明它是一种性能优良的红色发光材料。