铅掺杂硼酸钙镁的光致发光与热稳定性研究：一种面向UV-LED技术的可持续荧光材料

本文报道了通过溶液燃烧法合成Pb2+掺杂CaMgB2O5荧光粉（0.0025≤x≤0.03），其X射线衍射（XRD）谱与标准卡片（JCPDS 73-0618）完全匹配。该材料在271 nm激发下产生341 nm紫外发射，斯托克斯位移达7575 cm?1，具有优异的电子-声子耦合特性。热重分析（TGA/DSC）显示其热稳定性超过900°C，结合废铅资源化利用策略，为UV-LED、杀菌照明等光电应用提供了新型环保解决方案。

　　

Highlight

本研究首次通过溶液燃烧法成功制备了Pb²⁺掺杂CaMgB₂O₅荧光粉，其独特的宽禁带特性（激发峰271 nm/发射峰341 nm）和高达7575 cm^?1的斯托克斯位移，显著降低了重吸收损耗。热分析显示材料在900°C仍保持稳定，结合废铅原料的循环利用策略，为开发高性能紫外光电器件提供了绿色材料方案。

X-ray powder diffraction analysis

X射线粉末衍射分析表明，所有合成的Ca_1-xPb_xMgB₂O₅样品均呈现单一相结构，与标准卡片（JCPDS 73-0618）完美匹配。随着Pb²⁺掺杂量增加（x=0.0025-0.03），衍射峰位置未发生明显偏移，说明Pb²⁺成功取代Ca²⁺位点而未引起晶格畸变。该晶体结构由BO₃三角形、CaO₇多面体和MgO₆八面体构成，为发光中心提供了刚性基质环境。

Conclusion

通过溶液燃烧法合成的Ca_1-xPb_xMgB₂O₅（x=0.01-0.03）荧光粉展现出优异的紫外发光性能。扫描电镜（SEM）显示其表面光滑且呈纳米级多孔结构，傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实了硼氧基团的特征振动。该材料兼具高热稳定性（>900°C）和环境友好特性（废铅利用率达100%），在光化学激发、杀菌照明等领域具有重大应用潜力。