纳米荧光粉Eu0.12Y1.78Ca0.10O3-δ的合成动力学

doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00726

无机材料学报 ›› 2011, Vol. 26 ›› Issue (7): 726-730.DOI: 10.3724/SP.J.1077.2011.00726

纳米荧光粉Eu_0.12Y_1.78Ca_0.10O_3-δ的合成动力学

司伟¹, 王晶¹, 王修慧¹, 高宏¹, 翟玉春²

(1. 大连交通大学材料科学与工程学院, 大连 116028; 2. 东北大学材料与冶金学院, 沈阳 110004)

收稿日期:2010-09-16 修回日期:2010-10-24 出版日期:2011-07-20 网络出版日期:2011-06-20
作者简介:司伟(1980-), 女, 博士, 讲师. E-mail: siwei@djtu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(50974026)

Kinetics of Synthesis Nanophosphor Eu_0.12Y_1.78Ca_0.10O_3-δ

SI Wei¹, WANG Jing¹, WANG Xiu-Hui¹, GAO Hong1, ZHAI Yu-Chun²

(1. School of Materials Science and Engineering, Dalian Jiaotong University, Dalian 116028, China; 2. Institute of Materials & Metallurgy, Northeastern University, Shenyang 110004, China)

Received:2010-09-16 Revised:2010-10-24 Published:2011-07-20 Online:2011-06-20
Supported by:
National Natural Science Foundation of China (50974026)

摘要/Abstract

摘要： 在超声波作用下以均匀沉淀法合成了纳米荧光粉Eu_0.12Y_1.78Ca_0.10O_3-δ, 用X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)、等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、透射电镜(TEM)对其进行表征, 利用不同升温速率的差热-热重分析(DTA-TG)研究了纳米荧光粉Eu_0.12Y_1.78Ca_0.10O_3-δ的合成动力学. 研究表明, 合成的Eu_0.12Y_1.78Ca_0.10O_3-δ为体心立方Y₂O₃结构, 球形纳米多晶, 平均粒径约20nm, 其前驱体为六方相Y(OH)₃, 利用Doyle-Ozawa法和Kissinger法计算得到前驱体三个分解阶段的表观活化能平均值分别为102.06、488.00、302.74kJ/mol. 用Kissinger法确定了反应级数和频率因子, 确定了三个反应阶段的速率方程分别为dα/dt=8.86×10⁸e^-12280/T(1-α)^1.36; dα/dt=4.05× 10³³e^-58700/T(1-α)^1.32; dα/dt=7.14×10¹⁹e^-36410/T(1-α)^1.27.

关键词: 纳米荧光粉, 动力学, 表观活化能

Abstract: The nanophosphor Eu_0.12Y_1.78Ca_0.10O_3-δ was synthesized by homogeneous precipitation method under ultrasonic condition. The structures, composition and morphology of the nanophosphor Eu_0.12Y_1.78Ca_0.10O_3-δ were characterized by X-ray diffraction(XRD), energy dispersive spectrometre(EDS), inductively coupled plasma atomic emission spectrometry(ICP-AES) and transmission electron microscope(TEM). The synthesis kinetics of nanophosphor Eu_0.12Y_1.78Ca_0.10O_3-δ was investigated using differential thermal analysis and thermo gravimetric analysis (DTA-TG) at different heating rates in argon. The results show that the Eu_0.12Y_1.78Ca_0.10O_3-δ is body-centered- cubic-structured spherical nano-polycrytalline with grain size of 20nm. The precursor of nanophosphor Eu_0.12Y_1.78Ca_0.10O_3-δ is Y(OH)₃ with hexagonal phase structure. The average apparent activation energy of the three reaction stages of precursor is calculated to be 102.06, 488.00 and 302.74kJ/mol by using the Doyle-Ozawa and Kissinger methods, respectively. The reaction order and frequency factor are determined by Kissinger method. The kinetics equations of each reaction stage is deduced as dα/dt=8.86×10⁸e^-12280/T(1-α)^1.36; dα/dt=4.05× 10³³e^-58700/T(1-α)^1.32; dα/dt=7.14×10¹⁹e^-36410/T(1-α)^1.27.

Key words: nanophosphor, kinetics, apparent activation energy

中图分类号:

O614

司伟, 王晶, 王修慧, 高宏, 翟玉春. 纳米荧光粉Eu_0.12Y_1.78Ca_0.10O_3-δ的合成动力学[J]. 无机材料学报, 2011, 26(7): 726-730.

SI Wei, WANG Jing, WANG Xiu-Hui, GAO Hong, ZHAI Yu-Chun. Kinetics of Synthesis Nanophosphor Eu_0.12Y_1.78Ca_0.10O_3-δ[J]. Journal of Inorganic Materials, 2011, 26(7): 726-730.

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