表面活性剂如何让稀土铽钨酸锌更耀眼

稀土离子具有丰富的能级结构，其发光波长可在紫外到红外之间变化，常被作为发光中心应用于发光材料中。对于稀土离子铽Tb³⁺来说，由于其在绿光波段有很强的发射，因而Tb³⁺离子掺杂的发光材料广泛用于绿色荧光粉，目前用 Tb³⁺离子掺杂主要是铝酸盐和磷酸盐，但用传统的铝酸盐，硼酸盐和磷酸盐掺杂稀土离子作为发光材料都有其各自的缺陷，要么寿命短，要么光亮度不足，要么制取成本高。

金属钨酸盐是一种重要的无机功能材，其中钨锰矿铁石结构的钨酸锌（ZnWO_4）是具型的自发光材料，WO₄^2-本身存在自激发荧光，在紫外光照射下发出蓝绿光，而且能将能量有效的传递给稀土离子，因而受到人们的广泛关注，在化工业中，对自发光的钨酸盐掺杂稀土元素以改变其荧光色是最有效的LED光源获取方案。

目前稀土掺杂 ZnWO₄的合成方法有溶胶凝胶法、燃烧法、水热法、微乳液法。水热合成法是比较常用的绿色荧光粉ZnWO₄:Tb³⁺合成方法。有文献报道，在水热法合成ZnWO₄:Tb³⁺荧光粉过程中，添加含适当的表面活性剂能对ZnWO₄:Tb³⁺荧光粉结构及发光性能产生较大的影响。

在稀土掺杂ZnWO₄体系中，由于三价稀土离子Tb³⁺与Zn²⁺电荷不等价，一般在合成 ZnWO₄:Tb³⁺过程中引入Na⁺作为电荷补偿以此增强稀土的发光强度。此外，有学者为了研究表面活性剂对稀土钨酸锌的发光影，分别测试了聚乙烯吡咯烷酮（PVP），十六烷基三甲基溴化铵（CTAB），聚乙二醇2000（PEG-2000）有种表面活性添加剂，得出以下结论：

添加不同的表面活性剂的稀土铽钨酸锌对激发光谱的位置几乎没有影响，但对发射强度有影响。采用PEG-2000作为表面活性剂对于荧光粉发光强度增强最有效，采用PVP为表面活性剂合成 的ZnWO4:Tb³⁺荧光粉寿命较采用 PEG-2000和CTAB为表面活性剂合成的长。综合发光强度和荧光寿命的影响， PVP是最适宜用于稀土铽钨酸锌的表面添加剂。

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