Eu2+/Eu3+共掺CaF2纳米颗粒的荧光特性及其在聚乳酸复合膜中的双波段发光应用研究

本研究通过低温水热法合成具有蓝紫-红橙双波段发光特性的CaF2: Eu2+, Eu3+纳米颗粒，并制备透明聚乳酸（PLA）复合薄膜。柠檬酸在高压反应中兼具表面修饰与还原剂功能，实现Eu3+→Eu2+的部分转化。该材料在370/267 nm激发下分别发射460 nm（Eu2+的4f65d1→4f7跃迁）和615 nm（Eu3+的5D0→7F2跃迁）荧光，为空气环境中稀土离子价态调控及光功能材料开发提供新策略。

　　

通过水热法在柠檬酸辅助下低温合成了具有蓝紫光与红橙光双波段发射特性的CaF₂: Eu²⁺, Eu³⁺纳米颗粒。研究发现，柠檬酸不仅结合于纳米颗粒表面，更在密闭高压反应条件下展现出还原特性，成功将部分Eu³⁺还原为Eu²⁺。发光特性分析表明，该纳米颗粒在460 nm（归属于Eu²⁺离子的4f⁶5d¹→4f⁷跃迁）和615 nm（归属于Eu³⁺离子的⁵D₀→⁷F₂跃迁）处呈现强烈荧光发射。将纳米颗粒嵌入聚乳酸（PLA）基质制成透明复合薄膜后，在370 nm激发下主要发射蓝紫光，而267 nm激发则主导红橙光发射。随着纳米颗粒浓度增加，蓝紫光强度持续增强，红橙光强度则先升后降。该成果证实了Eu²⁺/Eu³⁺在空气环境中可稳定共存于CaF₂晶格，为新型光转换材料的开发提供重要参考。