表面活性劑如何讓稀土鋱鎢酸鋅更耀眼

稀土離子具有豐富的能級結構，其發光波長可在紫外到紅外之間變化，常被作為發光中心應用于發光材料中。對於稀土離子鋱Tb³⁺來說，由於其在綠光波段有很強的發射，因而Tb³⁺離子摻雜的發光材料廣泛用於綠色螢光粉，目前用 Tb³⁺離子摻雜主要是鋁酸鹽和磷酸鹽，但用傳統的鋁酸鹽，硼酸鹽和磷酸鹽摻雜稀土離子作為發光材料都有其各自的缺陷，要麼壽命短，要麼光亮度不足，要麼制取成本高。

金屬鎢酸鹽是一種重要的無機功能材，其中鎢錳礦鐵石結構的鎢酸鋅（ZnWO_4）是具型的自發光材料，WO₄^2-本身存在自激發螢光，在紫外光照射下發出藍綠光，而且能將能量有效的傳遞給稀土離子，因而受到人們的廣泛關注，在化工業中，對自發光的鎢酸鹽摻雜稀土元素以改變其螢光色是最有效的LED光源獲取方案。

目前稀土摻雜 ZnWO₄的合成方法有溶膠凝膠法、燃燒法、水熱法、微乳液法。水熱合成法是比較常用的綠色螢光粉ZnWO₄:Tb³⁺合成方法。有文獻報導，在水熱法合成ZnWO₄:Tb³⁺螢光粉過程中，添加含適當的表面活性劑能對ZnWO₄:Tb³⁺螢光粉結構及發光性能產生較大的影響。

在稀土摻雜ZnWO₄體系中，由於三價稀土離子Tb³⁺與Zn²⁺電荷不等價，一般在合成 ZnWO₄:Tb³⁺過程中引入Na⁺作為電荷補償以此增強稀土的發光強度。此外，有學者為了研究表面活性劑對稀土鎢酸鋅的發光影，分別測試了聚乙烯吡咯烷酮（PVP），十六烷基三甲基溴化銨（CTAB），聚乙二醇2000（PEG-2000）有種表面活性添加劑，得出以下結論：

添加不同的表面活性劑的稀土鋱鎢酸鋅對激發光譜的位置幾乎沒有影響，但對發射強度有影響。採用PEG-2000作為表面活性劑對於螢光粉發光強度增強最有效，採用PVP為表面活性劑合成 的ZnWO4:Tb³⁺螢光粉壽命較採用 PEG-2000和CTAB為表面活性劑合成的長。綜合發光強度和螢光壽命的影響， PVP是最適宜用於稀土鋱鎢酸鋅的表面添加劑。

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