成果名称：f-f与f-d电子跃迁发射颜色可调的365nm紫外光致显色材料
申请单位：北京工商大学
成果编号：鉴字[教PP2007]第007号
鉴定日期：2007年1月18日
学科：化学
成果简介：
项目来源于（1）国家教育部首批《高等学校骨干教师资助计划》（GG-150-10011-1001）；（2）北京市自然科学基金项目和北京市教育委员会科技发展计划重点项目“稀土防伪功能材料研制与应用”（KZ200410011007）。2004.1~2006.12由北京工商大学化学与环境工程学院光电功能粉体材料研究室承担并完成。
项目以变价稀土离子为激活源，首次采用溶胶-发泡法、微波-燃烧-发泡法、前躯体-固相合成法等技术，制备铝酸盐、硅酸盐、卤硅酸盐、硫氧化钇、钒磷酸盐等5个系列18种365nm紫外激活光致显色荧光材料。
采用X-射线衍射分析、俄歇电子能谱、穆斯堡尔谱、紫外吸收光谱和荧光光谱等实验技术，对发光显色材料进行激活离子价态、微观结构、相组成、化学组成分析与发光性能测试。研究表明，材料的发光显色过程，属于变价稀土离子的f-f与f-d电子跃迁发射，并遵循杂质束缚激子发光机制，具有很好的物理化学稳定性与紫外光照稳定性，可获得最为强烈的365nm紫外光激发，发光亮度高。材料性能稳定，颜色丰富，从深红到蓝紫涵盖整个可见光区，颜色可调。其各项性能参数满足用作防伪标识的实用要求。
完成了相关量子化学计算。系统地研究了变价稀土离子在复合碱土金属硅酸盐和复合碱土金属卤硅酸盐材料中的发光机理，以及配位环境与晶体场作用对5d 激发态的影响关系，给出了规律性。在复合碱土金属硅酸盐系列材料中，通过控制Mg2+添加量，可使材料的发光颜色在420~580nm范围调变；在复合碱土金属卤硅酸盐系列材料中，通过调配化学式中Sr2+与Mg2+的比例，可使材料的发光颜色在411nm~488nm范围变化。
项目的研究成果已申报国家发明专利5项，其中4项已公开，发表学术论文24篇。项目产品，已被企业与研究所用于研制光致变色油墨、涂料和塑料，并在标识防伪获得实际应用。本项目的理论研究成果，将为开发新型光电防伪功能材料提供理论依据和技术支持。
