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光致发光高分子材料
摘要 :稀土高分子发光材料由于兼具稀土离子发光强度高、 色纯度高和高分
子材料优良的加工成型性能等优点而倍受瞩目。 本文就稀土光致发光材料进行了
分类,对其发光特性作了简要介绍, 综述了其开发与应用的历史与现状, 并介绍
了其目前在各个领域的应用产品。
关键词: 稀土;高分子;光致发光材料;长余辉材料
1前言
光致发光材料又称超余辉的蓄光材料。 长余辉光致发光材料是吸收光能后进
行蓄光而后发光的物质。 它是一种性能优良, 无需任何电源就能自行发光的材料。
可利用其制成各种危险标识、警告牌;做成各种安全、逃生标志 ;在应付突发事
件、事故中可发挥巨大的作用。在发生突发事故时,电源往往被切断,这使得许
多依靠电源发光照明的安全标志失去了作用, 而采用长余辉发光材料的安全标志
此时将发挥其特殊的作用。 因此长余辉光致发光材料的研究, 具有重要的科学意
义和实用性 [1] 。 现在我们已开发出很多实用的发光材料。在这些发光材料中 ,稀
土元素起的作用非常大 [2,3] 根据激发源的不同 ,稀土发光材料可分为光致发光材
料、阴极射线 (CRT) 发光材料、 X 射线发光材料以及电致发光材料 [4] 。本文主要
介绍光致发光材料 .
2 光致发光材料的发光原理
[5]
发光材料被外加能量 (光能 )照射激发后, 能量可以直接被发光中心吸收 (激活
剂或杂质 ),也可被发光材料的基质吸收。在第一种情况下,吸收或伴有激活剂
电子壳层内的电子向较高能级的跃迁或电子与激活剂完全脱离及激活剂跃迁到
)
离化态 (形成 “空穴 ”。在第二种情况下,基质吸收能量时,在基质中形成空穴和
电子,空穴可能沿晶体移动, 并被束缚在各个发光中心上, 辐射是由于电子返回
到较低 ( 初始 ) 能量级或电子和离子中心 (空穴 )再结合 ( 复合 ) 所致。即当外加能量
(光能 ) 的粒子与发光基质的原子发生碰撞而引起它们激发电离。电离出来的自由
电子具有一定的能量, 又可引起其他原子的激发电离, 当激发态或电离态的原子
重新回到稳定态时,就引起发光 [6] 。发光基质将所吸收的能量转换为光辐射,这
基质中发生从配体   TTA 到 Eu   的能量转移,从而使 Eu   发强荧光。近年来,由
就是光致发光材料激发发光的简要原理。 根据这个原理, 只要在工艺上能实现具
有一定能量的粒子与发光基质的原子发生碰撞, 就能使发光材料发光。 至于发光
的颜色可以由选用的基质和激活剂种类来加以控制。
3 稀土高分子光致发光材料
稀土光致发光材料是一类具有独特性能的发光材料, 其荧光单色性好, 发光
强度高, 已引起人们极大的研究兴趣圈。 我国是稀土资源大国, 对稀土资源进行
深度加工制成高附加值的新型功能材料具有重大意义。 稀土荧光络合物以其优异
的荧光性能在激光材料、 光致发光、 电致发光材料领域的潜在应用引起人们极大
的研究光趣困。 稀土金属离子作为一种有效的发光中心, 在无机和有机发光材料
中已有广泛应用。然而稀土无机材料存在着难加工成型、价格高等问题 ;稀土有
机小分子配合物则存在稳定性差等问题, 这些因素限制了稀土发光材料更为广泛
的应用。 高分子材料本身具有稳定性好及来源广、 成型加工容