硫化物荧光粉由于其优良的光谱特性,简单的合成工艺和低廉的成本等优势在照明、光学农业和防伪等众多领域中有着广泛的应用前景。然而,硫化物荧光粉存在的稳定性和光效等问题严重制约了其实际应用。本文以硫化钙和硫化锌为研究对象合成了几种核壳结构的硫属化合物荧光粉,同步提高了硫化物的化学稳定性和发光效率,并探究了其在农用转光和动态防伪方面的应用。1.一步法合成耐水性CaS:Eu2+,CaBr2,CaF2复合荧光粉。与传统的后处理的表面改性不同,本文提出了一步法策略来合成双卤化物助剂修饰的CaS:Eu2+,CaBr2,CaF2复合荧光粉。讨论了双卤化物的作用与改性荧光粉的形成机理。经双卤化物改性的复合荧光粉可防止潮湿空气和水的侵蚀,且复合荧光粉的红光发射强度增加到原始CaS:Eu2+的3倍。用改性的荧光粉制成的农膜表现出良好的耐候性和出色的光转换性能。2.内蚀生长法合成超稳定的核壳结构CaS:Eu2+@CaZnOS硫属化合物红色荧光粉。采用一种简单的固相法构造了核壳的CaS:Eu2+@CaZnOS荧光粉,硫氧化物保护层是通过ZnO内嵌于CaS基质表面晶格而形成的。改性后的红色荧光粉在酸性、碱性和水溶液中表现出极强的化学稳定性和发光活性。热稳定性在150 ℃时保持95%以上的发光强度。此外,核壳结构荧光粉在550 nm激发下的量子效率达到68.78%,比初始CaS:Eu2+提高了约23%。这是硫化物荧光粉首次同时实现化学稳定性、热稳定性和量子效率的同步大幅度提升,极大的提高了其在太阳能转光膜和LED等领域中的应用价值。3.全天候稳定性的双紫外/绿光激发和双红光发射的CaS:Eu2+@CaZnOS:Mn2+荧光粉。鉴于CaS:Eu2+@CaZnOS荧光粉的外壳CaZnOS严重阻碍了CaS:Eu2+荧光粉紫外转红光的转光性能。本文通过内蚀生长法合成了CaS:Eu2+@CaZnOS:Mn2+复合荧光粉,实现了双紫外/绿光激发和双红光发射的转光性能。除了外壳CaZnOS赋予的超强化学稳定性和热稳定性外,CaZnOS壳层中添加的Mn2+可以使复合荧光粉具有较强的紫外线吸收能力,提高了CaS:Eu2+核的紫外光衰性能。CaZnOS:Mn2+产生的额外的紫外光到红橙光的转换进一步扩展了植物所需要的红光成分。因此,这种双重紫外/绿光激发和双重红色发射的超稳定硫属化合物荧光粉可作为一种普适性的转换剂应用于植物栽培领域中。4.耐紫外光衰的多模动态发光荧光粉ZnS:KBr,Mn2+@CaZnOS。通过在基质晶格中同时构筑基质发光中心和掺杂发光中心获得了具有多模动态发光性质的ZnS:KBr,Mn2+荧光粉。一方面为激发模式的动态变化:同一荧光粉在302 nm和365 nm紫外灯照射下的发光颜色不同。一方面为时间模式的动态变化:撤去紫外灯后,荧光粉表现出与其发光颜色不同的橙色余辉。并证明了存在的两种发光中心与陷阱深度的不同导致了发光颜色和余辉颜色的不同。最后,针对ZnS荧光粉在紫外灯照射下极不稳定这一缺点,合成了一系列CaZnOS包覆的ZnS:KBr,0.1%Mn2+荧光粉。通过红外、SEM-mapping和HRTEM等技术证明了CaZnOS包覆层的存在。包覆后的样品在紫外灯连续照射45天后的发射强度仍保持其初始强度的91.4%,而未包覆的样品的发射强度急剧下降至初始强度的50.5%。因此,这一稳定的多模动态荧光粉有望应用于高级动态防伪。