综述:MXene在海水淡化膜中的定制化结构设计:未来发展方向?

【字体: 时间:2025年07月21日 来源:Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry 5.3

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  这篇综述全面探讨了Ce3+激活的石榴石荧光粉(pc-WLEDs)在固态照明领域的最新进展,系统阐述了其发光理论、合成方法(包括固相反应、微波辅助合成等)、多色发光特性(从青色到橙色)及热稳定性机制(热电离、交叉弛豫等),重点分析了这类材料在构建高显色指数(CRI>90)全可见光谱白光LED中的关键作用,为开发新一代节能照明材料提供了重要指导。

  

石榴石结构荧光粉作为固态照明的核心材料,其性能优化始终是研究热点。最新研究表明,通过精确调控Ce3+在{ A}3[B]2(C)3O12石榴石晶格中的配位环境,可实现从青色(500nm)到橙色(600nm)的全光谱发射。晶体场分裂(εcfs)和斯托克斯位移(ΔS)的理论计算显示,[BO6]八面体与[CO4]四面体的协同作用能显著改变5d能级位置,如BaY2Sc2Al2SiO12:Ce3+通过Sc3+取代使发射峰红移32nm。

合成工艺方面,溶胶-凝胶法可制备95nm纳米颗粒,但内量子效率(IQE)仅51.2%,而微波辅助合成获得的1.9μm颗粒IQE达88%。特别值得注意的是,Lu2SrMg2Al3O9F3:Ce3+氰绿荧光粉在423K下保持94.3%发光强度,其低声子能特性使激活能(Ea)达0.2257eV。热猝灭机制研究表明,Y3Sc2Al3O12:Ce3+中5d1能级与导带的最小能隙(ΔE5d-CB=0.28eV)决定了其150℃时的热稳定性。

器件应用方面,CaY2HfAl4O12:Ce3+绿色荧光粉与CaAlSiN3:Eu2+红色荧光粉组合,在450nm蓝光芯片激发下实现显色指数Ra=97.2、色温(CCT)3508K的暖白光。而Mg2.5Y1.5Al1.5Si2.5O12:Ce3+橙光荧光粉的155nm半高宽(FWHM)弥补了传统YAG:Ce3+红光不足的缺陷。通过机器学习辅助设计的新型Lu1.5Sr1.5Al3.5Si1.5O12:Ce3+材料,更将热稳定性提升至640K仍保持60%发光强度。

未来研究需着力解决纳米颗粒表面缺陷导致的效率损失问题,开发负热膨胀基质材料,并探索Ce3+/Cr3+共掺体系在近红外发光领域的应用。磷光体-玻璃复合技术(PiG)和原子层沉积(ALD)包覆工艺有望进一步提升材料的环境稳定性,为汽车照明和微型LED显示提供更优解决方案。

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