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| 內容簡介： |
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本书主要介绍了基于拓扑化学反应原理，开发面向生物成像、白光LED应用的新型发光材料的研究工作。本书讨论了拓扑化学反应对材料的晶体结构、发光中心的局域结构及晶体场环境的影响，以及由此引起的光谱强度与发光位置的变化，并对结构与发光性能的关系进行了讨论。本书可供离子掺杂荧光粉领域的科研工作者与研究生阅读和参考。
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| 目錄：
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第1章 绪论
1.1 发光材料
1.1.1 基质材料
1.1.2 发光中心（激活剂）
1.2 发光材料的制备方法
1.2.1 高温固相法
1.2.2 溶胶凝胶法
1.2.3 液相沉淀法
1.2.4 喷雾热分解法
1.2.5 微波法
1.3 拓扑化学反应法
1.3.1 以氢化物为还原剂的拓扑化学反应法（接触式拓扑化学反应）
1.3.2 以活性金属为还原剂的拓扑化学反应法（非接触式拓扑化学反应）
1.3.3 基于拓扑化学反应原理开发新型发光材料
第2章 基于拓扑化学反应原理调制的Ca9Ln（PO4）7:Eu2 /Mn2 单相白光发射荧光粉
2.1 基本理论
2.2 荧光粉的制备
2.3 实验结果与讨论
2.3.1 物相结构分析
2.3.2 Eu2 /Mn2 活化的CLnP（Ln=Gd，La，Lu）发光特性
2.3.3 Eu2 与Mn2 之间的能量转移
2.3.4 荧光粉的色度坐标
2.3.5 LED器件组装及性能测试
2.3.6 PL量子产率
2.4 本章小结
第3章 基于拓扑化学反应原理调制的Ca11（SiO4）4（BO3）2:Ce3 /Eu2 /Eu3 体系荧光粉
3.1 基本理论
3.2 荧光粉的制备
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 物相结构分析
3.3.2 Eu3 、Eu2 、Ce3 单掺杂Ca11（SiO4）4（BO3）2的光致发光特性
3.3.3 Eu3 、Eu2 、Ce3 共掺杂Ca11（SiO4）4（BO3）2体系中Ce3 和Eun （n=2，3）之间的能量传递
3.3.4 温度对Eu3 、Eu2 、Ce3 单/共掺杂Ca11（SiO4）4（BO3）2荧光粉的影响
3.3.5 Ca11（SiO4）4（BO3）2:Ce3 /Eu2 /Eu3 荧光粉的荧光热稳定性
3.3.6 Ca11（SiO4）4（BO3）2:Ce3 /Eu2 /Eu3 荧光粉的量子产率及色度坐标
3.3.7 LED器件组装及性能测试
3.4 本章小结
第4章 基于拓扑化学反应原理调制的Ca2Si4O7F2:Eu2 超宽连续光谱发射荧光粉
4.1 基本理论
4.2 荧光粉的制备
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 物相结构分析
4.3.2 Ca2Si4O7F2:xEu2 荧光粉的发射光谱分析
4.3.3 不同还原时间的发射光谱分析
4.3.4 不同还原温度的发射光谱分析
4.3.5 不同还原气氛的发射光谱分析
4.3.6 X射线光电子能谱分析
4.3.7 量子产率分析
4.3.8 色度坐标分析
4.4 本章小结
第5章 基于拓扑化学反应原理调制的Na5Y4（SiO4）4F:Eu2 /Eu3 荧光粉
5.1 基本理论
5.2 荧光粉的制备
5.2.1 合成前驱体NYSF:0.01Eu3 荧光粉
5.2.2 拓扑化学反应还原前驱体NYSF:0.01Eu3 荧光粉
5.2.3 CO还原前驱体NYSF:0.01Eu3 荧光粉
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 物相结构分析
5.3.2 样品的激发和发射光谱
5.3.3 反应温度优化
5.3.4 反应时间优化
5.3.5 与CO还原样品对比
5.4 本章小结
第6章 基于拓扑化学反应原理调制的铋掺杂Lu2O3发光材料
6.1 基本理论
6.2 荧光粉的制备
6.3 实验结果与讨论
6.3.1 物相结构分析
6.3.2 微观结构分析
6.3.3 热重分析
6.3.4 拉曼光谱分析
6.3.5 X射线光电子能谱分析
6.3.6 X射线吸收光谱分析
6.3.7 光学性质与讨论
6.3.8 理论计算与模拟
6.4 本章小结
第7章 基于拓扑化学反应原理调制的铋掺杂Gd2O3发光材料
7.1 基本理论
7.2 荧光粉的制备
7.3 实验结果与讨论
7.3.1 物相结构分析
7.3.2 热重分析
7.3.3 拉曼光谱分析
7.3.4 X射线吸收光谱分析
7.3.5 光学性质与讨论
7.4 本章小结
第8章 基于拓扑化学反应原理调制的Sr3WO6:Mn4 深红光发射荧光粉
8.1 基本理论
8.2 荧光粉的制备
8.3 实验结果与讨论
8.3.1 物相结构分析
8.3.2 SWO:Mn4 荧光粉的光学性能研究
8.3.3 X射线光电子能谱分析
8.3.4 拉曼光谱分析
8.4 本章小结
第9章 总结与展望
9.1 总结
9.2 展望
参考文献
附录 彩图
索引
第1章 绪论
1.1 发光材料
1.1.1 基质材料
1.1.2 发光中心（激活剂）
1.2 发光材料的制备方法
1.2.1 高温固相法
1.2.2 溶胶凝胶法
1.2.3 液相沉淀法
1.2.4 喷雾热分解法
1.2.5 微波法
1.3 拓扑化学反应法
1.3.1 以氢化物为还原剂的拓扑化学反应法（接触式拓扑化学反应）
1.3.2 以活性金属为还原剂的拓扑化学反应法（非接触式拓扑化学反应）
1.3.3 基于拓扑化学反应原理开发新型发光材料
第2章 基于拓扑化学反应原理调制的Ca9Ln（PO4）7:Eu2 /Mn2 单相白光发射荧光粉
2.1 基本理论
2.2 荧光粉的制备
2.3 实验结果与讨论
2.3.1 物相结构分析
2.3.2 Eu2 /Mn2 活化的CLnP（Ln=Gd，La，Lu）发光特性
2.3.3 Eu2 与Mn2 之间的能量转移
2.3.4 荧光粉的色度坐标
2.3.5 LED器件组装及性能测试
2.3.6 PL量子产率
2.4 本章小结
第3章 基于拓扑化学反应原理调制的Ca11（SiO4）4（BO3）2:Ce3 /Eu2 /Eu3 体系荧光粉
3.1 基本理论
3.2 荧光粉的制备
3.3 实验结果与讨论
3.3.1 物相结构分析
3.3.2 Eu3 、Eu2 、Ce3 单掺杂Ca11（SiO4）4（BO3）2的光致发光特性
3.3.3 Eu3 、Eu2 、Ce3 共掺杂Ca11（SiO4）4（BO3）2体系中Ce3 和Eun （n=2，3）之间的能量传递
3.3.4 温度对Eu3 、Eu2 、Ce3 单/共掺杂Ca11（SiO4）4（BO3）2荧光粉的影响
3.3.5 Ca11（SiO4）4（BO3）2:Ce3 /Eu2 /Eu3 荧光粉的荧光热稳定性
3.3.6 Ca11（SiO4）4（BO3）2:Ce3 /Eu2 /Eu3 荧光粉的量子产率及色度坐标
3.3.7 LED器件组装及性能测试
3.4 本章小结
第4章 基于拓扑化学反应原理调制的Ca2Si4O7F2:Eu2 超宽连续光谱发射荧光粉
4.1 基本理论
4.2 荧光粉的制备
4.3 实验结果与讨论
4.3.1 物相结构分析
4.3.2 Ca2Si4O7F2:xEu2 荧光粉的发射光谱分析
4.3.3 不同还原时间的发射光谱分析
4.3.4 不同还原温度的发射光谱分析
4.3.5 不同还原气氛的发射光谱分析
4.3.6 X射线光电子能谱分析
4.3.7 量子产率分析
4.3.8 色度坐标分析
4.4 本章小结
第5章 基于拓扑化学反应原理调制的Na5Y4（SiO4）4F:Eu2 /Eu3 荧光粉
5.1 基本理论
5.2 荧光粉的制备
5.2.1 合成前驱体NYSF:0.01Eu3 荧光粉
5.2.2 拓扑化学反应还原前驱体NYSF:0.01Eu3 荧光粉
5.2.3 CO还原前驱体NYSF:0.01Eu3 荧光粉
5.3 实验结果与讨论
5.3.1 物相结构分析
5.3.2 样品的激发和发射光谱
5.3.3 反应温度优化
5.3.4 反应时间优化
5.3.5 与CO还原样品对比
5.4 本章小结
第6章 基于拓扑化学反应原理调制的铋掺杂Lu2O3发光材料
6.1 基本理论
6.2 荧光粉的制备
6.3 实验结果与讨论
6.3.1 物相结构分析
6.3.2 微观结构分析
6.3.3 热重分析
6.3.4 拉曼光谱分析
6.3.5 X射线光电子能谱分析
6.3.6 X射线吸收光谱分析
6.3.7 光学性质与讨论
6.3.8 理论计算与模拟
6.4 本章小结
第7章 基于拓扑化学反应原理调制的铋掺杂Gd2O3发光材料
7.1 基本理论
7.2 荧光粉的制备
7.3 实验结果与讨论
7.3.1 物相结构分析
7.3.2 热重分析
7.3.3 拉曼光谱分析
7.3.4 X射线吸收光谱分析
7.3.5 光学性质与讨论
7.4 本章小结
第8章 基于拓扑化学反应原理调制的Sr3WO6:Mn4 深红光发射荧光粉
8.1 基本理论
8.2 荧光粉的制备
8.3 实验结果与讨论
8.3.1 物相结构分析
8.3.2 SWO:Mn4 荧光粉的光学性能研究
8.3.3 X射线光电子能谱分析
8.3.4 拉曼光谱分析
8.4 本章小结
第9章 总结与展望
9.1 总结
9.2 展望
参考文献
附录 彩图
索引
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| 內容試閱：
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光是地球生命的来源之一，是人类感知世界的工具。同时，光也是信息的理想载体和传播媒质。X射线、紫外光、可见光、红外光都属于光。人们对于光的认识和利用，极大地推动了社会的发展和科技的进步。从使用火把点亮黑夜，到现在的万紫千红、灯光璀璨，人们的生产和生活已经离不开光。
以X射线为例，其作为电磁波谱中能量覆盖范围很大的一个波段，携带了大量信息，对它的观测是研究物质内部结构及其与物质相互作用过程的重要手段，在宇宙探测、航空航天、工业应用及生物医学领域均具有积极重要的应用价值。紫外光具有杀菌的功能，因此人类常用它来对付难缠的细菌、病毒。此外，紫外线（UV）比一般的可见光更具有穿透能力，所以科学家也常用紫外线来开展透视或鉴定的工作，例如利用紫外线查图像的真伪、食品安全，甚至在探索太空时，紫外线都可以派上用场。可见光可用于照明、显示、遥感技术、通信技术、云图等方面。红外光又称为红外线，是波长比可见光长的电磁波（光），波长为770nm到1mm，热作用很强，可以用于生物成像、已知物的鉴定、未知物结构的测定等。
长期以来，人们总是被动地接收光。而特殊波段的光，并不容易主动获得。人们通过使用发光材料来实现光转换，以此来主动获得特定波段的光。如在照明领域，人们为了获得白光，经历了从钻木取火、蜡烛、白炽灯、日光灯到新型半导体照明光源的漫长探索。特别是白光发光二极管（white light emitting diode，WLED）的发现，由于节能环保、寿命长、效率高、绿色环保等优点，WLED被誉为下一代绿色照明光源。据了解，如果将世界上所有传统的白光光源转换为节能LED光源，能源消耗可减少约1000TW/a，相当于230个典型的500MW燃煤电厂，减少温室气体排放约2亿吨。而这种绿色光源需要依赖荧光转换材料，以实现白光发射。近红外（near infrared，NIR）在生物窗口Ⅰ（650～950nm）和Ⅱ（1000～1350nm）中具有比UV或可见光高得多的组织穿透能力，并且对于体内光学成像具有优越性。由于组织自发荧光和散射显著减少，生物窗口Ⅱ中的NIR可以提供比生物窗口Ⅰ中更高的组织穿透力。在生物窗口Ⅱ中的荧光材料有碳纳米管、Bi掺杂的铝硅酸盐纳米颗粒、Ag2Te和Ag2S量子点等。由此可见，发光材料的使用是我们主动获取和利用光的重要途径。对于新型发光材料的探索也可以帮助我们实现更多、更优的光功能，从而进一步推动人类生活品质的提升和社会的发展。
发光材料的开发研究涉及配位化学、无机功能材料、固体化学等众多领域。对于离子（如过渡金属离子和稀土离子）掺杂的光转换材料来说，其性质对晶体结构、晶体场环境及局域配位环境具有很强的依赖性。然而，在保持晶体结构的同时，通过局域结构的调控实现晶体场环境优化，进而实现发光材料的光谱调控，仍然是一项具有挑战性的工作。相较于传统的气氛还原方法（如H2气氛还原），拓扑化学反应具有更高的热力学反应活性，可以在广泛的温度范围内，通过剥夺目标阳离子配位阴离子的方式，对阳离子进行还原，并改变其局域配位环境，从而实现材料的性能调控。拓扑化学反应因此在超导材料、磁性材料、石墨烯等材料的改性、优化中得到应用，从而启发我们运用拓扑化学反应实现新型发光材料的开发研究工作。
本书一共分为9章。第1章对发光材料的分类、几种常见发光中心的发光原理、发光材料的制备方法以及拓扑化学反应原理等几方面进行了简要介绍，适合初次涉足此领域的读者阅读。第2章到第8章介绍了基于拓扑化学反应原理调制的新型发光材料的研究成果，分别对磷酸盐（第2章）、硅酸盐（第3章～第5章）、稀土元素氧化物（第6章和第7章）等发光材料的调制过程进行了介绍，并对其光谱调控机理进行了分析和讨论。第9章是对研究工作的总结与展望。
本书的撰写工作主要由侯京山完成。硕士研究生刘静慧、田小平、章开、黄亚兰完成了本书的实验操作描述、材料性能表征与分析，硕士研究生曹艳蓉、苏一博、郭润泽、覃志宇、殷文祥等在资料的收集和汇总过程中做了大量工作，在此一并表示衷心的感谢。同时，感谢上海应用技术大学房永征教授、东华大学蒋伟忠教授、苏州大学孙洪涛教授，以及中国科学院上海硅酸盐研究所的黄富强研究员对发光材料开发和机理分析给予的指导。
由于作者水平和经验有限，书中可能存在缺点和错误，恳请读者批评指正。希望本书的内容能为新型发光材料的开发和性能优化提供借鉴思路和技术参考。
侯京山
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