基于氧蒽结构的红色光夜光纤维光转换能量传递机理和效率研究

Oxygen anthracene structure red light luminous fiber can emit red light in the darkness after being excited, which is produced by using light conversion agent with oxygen anthracene structure, the rare-earth strontium aluminate luminescent materials and polymer substrate as raw materials. Currently, the emitting light color of the luminous fiber depends on mainly the performance of the luminescent material used in it, luminous fiber can emit blue and green light but red light. This is because the red luminescent materials can’t meet the requirement of its practical application for its poor luminous performance. From three primary colors point of view, light color as red, green, and blue luminescent fiber blend can be made of any kind of light color fiber, so the research and development of red luminous fiber has important research significance. From previous studies it is found that the addition of light conversion agent can effectively make the emission spectrum of luminous fiber redshift. However, red light -emitting principle is not very clear and the red light emitting performance has yet to be further improved. This topic mainly explores to optimize red luminescence performance of luminous fiber through improving dispersion state of the light conversion agent and luminous material inside the fiber to improve the energy transfer efficiency from luminous materials to the light conversion agent, and the energy transfer mechanism are studied so as to elucidate the red light emitting principle, which provide certain theoretical basis for the development of red luminous fibers.

氧蒽结构红色光夜光纤维是利用氧蒽结构的光转换剂、稀土铝酸鍶发光材料和聚合物基材制备的一种受光激发后在黑暗处可以发出红光的夜光纤维。目前夜光纤维在黑暗处的发光性能取决于所使用发光材料的性能，主要发出的光色有蓝光和绿光两种，唯独缺少红光。这是因为红色发光材料的发光性能较差，达不到用于制备夜光纤维的性能要求。从三原色角度考虑，将光色为红、绿、蓝色的夜光纤维混合可以制得任一种光色的纤维，因此红光夜光纤维的研发具有重要的科研意义。通过前期研究发现具有氧蒽结构光转换剂的加入可以有效使得夜光纤维的发射光谱红移，发出红色光。但是目前其红光发光原理还不是很清楚且发光性能有待于进一步提高。课题拟优化夜光纤维红光发光性能，通过改善光转换剂和发光材料在纤维内部的分散性能以提高发光材料向光转换剂的能量传递效率，并对能量传递机理进行研究从而阐明红光发光原理，为开发新型的、发光性能较好的红光夜光纤维提供一定的理论依据。

氧蒽结构红色光夜光纤维是利用氧蒽结构的光转换剂、稀土铝酸鍶发光材料和聚合物基材制备的一种受光激发后在黑暗处可以发出红光的夜光纤维。目前夜光纤维在黑暗处的发光性能取决于所使用发光材料的性能，主要发出的光色有蓝光和绿光两种，唯独缺少红光。这是因为红色发光材料的发光性能较差，达不到用于制备夜光纤维的性能要求。从三原色角度考虑，将光色为红、绿、蓝色的夜光纤维混合可以制得任一种光色的纤维，因此红光夜光纤维的研发具有重要的科研意义。项目针对该问题，制备了一种发光性能较好的性能稳定的红色光发光材料，在此基础上对红色夜光纤维展开研究，主要研究工作和成果总结为如下三个方面： .（1）制备了长余辉发光材料：光转换剂/SrAl2O4:Eu2+,Dy3+复合物，对这种复合红色长余辉材料的发光性能进行了研究。通过研究发现稀土铝酸锶发光材料的发射光谱与氧蒽结构光转换剂的吸收光谱具有一定的重叠，在光转换剂/SrAl2O4:Eu2+,Dy3+复合物中存在绿光到红光的光能传递。通过对发光材料的形貌分析和红外光谱分析表明，氧蒽结构的光转换剂均匀地结合在铝酸锶颗粒的表面，两者之间通过化学键的作用相结合达到一种相对稳定的复合状态。.（2）制备了一种新型的红色发光纤维：光转换剂/SrAl2O4:Eu2+,Dy3+/PET，采用扫描电镜、X射线衍射仪、荧光分光光度计和光谱扫描色度计等仪器研究了这种红色发光材料的光谱及光色等发光性能；并通过色坐标计算公式对其光色坐标进行计算。通过研究发现：光转换剂/SrAl2O4:Eu2+,Dy3+复合物保持了其发光特性，说明该复合物在制备夜光纤维过程中能够保持结构的稳定，红色发光纤维的发射光谱位于605nm左右出现发射峰，且通过色坐标方程计算其发光光色位于橙-红色光区域。.（3）分析了光转换剂/SrAl2O4:Eu2+,Dy3+/PET内部光能传递机理，并对该种材料的发光稳定性进行了探讨。通过光转换剂/SrAl2O4:Eu2+,Dy3+/PET复合发光材料红色发光性能及能量传递机理的研究，为开发新型的、发光性能较好的红色发光材料提供一定的理论基础和实验依据。