文 献 综 述

稀土家族是指镧系的镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)这15个元素以及与镧系的元素密切相关的2个元素#8212;#8212;钪(Sc)和钇(Y)共17种元素，它们具有优异的光、电、磁和催化性能，在许多领域得到重要应用。随着稀土分离，提纯技术的进步，稀土光学材料的研究和应用得到显著发展。硅酸盐晶体结构形式多样，具有良好的化学稳定性和热稳定性，而且高纯二氧化硅原料价廉易得，所以人们对稀土掺杂硅酸盐的光学特性有着浓厚兴趣，近几年来，稀土硅酸盐的研究和发展得到了极大的促进。其中以硅酸盐为基质的掺杂稀土发光吸光材料是热门，吸引了广大科研工作者的关注^[1,2,3]。

1.1稀土硅酸盐主要合成方法

随着稀土硅酸盐的应用越来越广泛，它的合成方法也越来越多。除了传统的高温固相法，为了减少能耗，得到形貌、纯度等性能优越的稀土硅酸盐，人们还发展了溶胶-凝胶（Sol-Gel）法、沉淀法、水热法等方法。以下对这4种方法的机理做简单介绍：

1.1.1高温固相法

高温固相法是一种传统制备方法，应用范围广。该方法是将符合纯度，粒度要求的原料按一定比例称量，并可加入适量助溶剂充分混合研磨，然后在一定的温度，气氛，加热时间条件下对混合物进行煅烧。固相反应通常包括以下过程：(1)固体界面的扩散，(2)原子规模的化学反应，(3)新相的形成，(4)固体的输运和新相的长大。煅烧的温度，时间和气氛由基质的种类和化学反应过程确定^[3,4,5]。

固相反应法的优点是过程简单，所得到的粉末样品结晶度高，杂质含量少，光学性能好。陈震旻和袁文辉^[6,19]采用高温固相法分别合成了M₂SiO₄:Dy³ ,Eu^{3 (}M=Mg，Ca)和稀土(Tb,Sm,Ce,Dy,Nd)掺杂CaAl₂Si₂O₈:Eu系列荧光粉样品，该样品化学与热稳定性好，余辉时间长。但固相反应得到的稀土硅酸盐材料粉末均匀性较差，形貌不规则，有时材料合成需求温度高，烧结时间长^[2]。

1.1.2溶胶-凝胶（Sol-Gel）法

溶胶-凝胶法是上世纪60年代发展起来的一种合成无机材料的低温方法，在稀土材料的制备中非常重要。这种方法广泛应用于制备纳米材料，也用于制备陶瓷粉体，玻璃，薄膜，纤维等方面。溶胶-凝胶法可概括为：将无机盐以及金属醇盐或其他有机盐溶解在水或者有机溶剂中形成溶液，溶质与溶剂发生水解，醇解或整合反应，反应生成物聚集成1nm左右的粒子并形成溶胶，后续通过蒸发干燥转变为凝胶，凝胶经过后续煅烧最终转变成所需要的产物。主要发生盐的水解-聚合-缩合-胶溶-凝胶-干燥-热解等一系列过程。根据实用原料的不同，可分为原料为无机盐的水溶液溶胶-凝胶法和原料为金属醇盐溶胶-凝胶法^[7]。

溶胶凝胶法制备稀土材料的优点在于：产物的物相均匀性好，煅烧温度低，得到的颗粒大小均匀。葛道文^[9]和何洪^[13]采用溶胶凝胶法分别制备了稀土离子Ce和Eu掺杂的Sr₂MgSi₂O₇硅酸盐基发光材料与M₂SiO₄(M=Ba,Sr,Ca)、MSiO₃(M=Ba,Ca)硅酸盐发光材料，所得到的样品颗粒小，较均匀，光学性能良好，但往往有残留杂质难以去除，影响材料性能。