新疆无水芒硝发光机理研究

新疆矿产资源极为丰富，分布极其广泛，本项目结合新疆的地缘优势,用发光学和矿物学的研究方法，研究新疆各地天然无水芒硝的独特发光机理。通过粉末X射线衍射光谱、EPMA分析、ICP-OES分析、激发光谱和发射光谱、热释光谱、余辉光谱、电子自旋共振谱、同步辐射真空紫外光谱等研究手段,揭示无水芒硝的成分和结构、微量元素种类和价态、发光起因、发光中心种类、晶体内部的缺陷结构、能带结构、能量传递的方式等重要的物理和化学性质。通过掺杂激活剂、热处理、辐照处理等手段提高新疆天然无水芒硝的发光性能。针对天然芒硝的发光机理研究，在实验室制备出具备高亮度、高效率、环保的发光材料。为开发和研制新型发光材料提供理论依据和技术指导。该研究项目，符合国家实施西部大开发战略，有利于发挥新疆矿物资源优势，使新疆资源优势转化为产业优势，研究成果对于发光材料领域具有很好的应用前景。

本项目用发光学和矿物学的研究方法，以新疆天然无水芒硝作为研究对象，通过掺杂激活剂、γ处理、热处理等手段提高了天然无水芒硝的发光性能。其中①对新疆艾丁湖无水天然芒硝掺杂不同含量的EuF3，合成了无水芒硝发光材料。并揭示Eu3+ 和Eu2+两种离子发光中心的发光机理，经过γ射线辐照增强了其发光效率；②在空气中900℃温度下, 将纯天然无水芒硝(Na2SO4)和TbF3、TmF3、DyF3的混合粉末加热20分钟, 分别制备了Na2SO4:Tb3+、Na2SO4:Dy3+和Na2SO4:Tm3+发光材料，并研究了在室温中真空紫外-紫外光下的发射和激发光谱性质及发光机理；③对芒硝掺杂不同含量的MnCI2和Cu，制备了Na2SO4:Mn和Na2SO4:Cu荧光粉。并研究了在真空紫外光激发下的发光特性；④对无水芒硝掺杂了不同稀土离子制备出了6种发光材料,并在300K和10K下研究了稀土离子Ce3+、Sm3+、Tb3+、Dy3+ 、Gd3+和Tm3+掺杂无水芒硝的光致发光特性及机理。该项目的研究，为开发和研制新型光致发光材料提供了理论依据和技术指导。