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绿色稀土发光材料的发展和应用
摘要：综述了我国稀土发光材料的发展历史，简略介绍了绿色稀土发光材料的一些应用。
关键词：稀土发光材料，绿色化学
稀土发光材料（Rare Earth Luminescent Materials）是一种新型的发光、转光材料，它具有对光吸收能力强、转换效率高的特点，比一般的发光材料优良。它广泛应用于物理、化学等领域。本文对它的发展情况和一些用途作了介绍。
稀土发光是由稀土4f电子在不同能级间跃出而产生的，因激发方式不同，发光可区分为光致发光、阴极射线发光、电致发光、放射性发光、X射线发光、摩擦发光、化学发光和生物发光等。稀土发光材料具有吸收能力强，转换效率高，可发射从紫外线到红外光的光谱，特别在可见光区有很强的发射能力等优点。稀土发光材料已广泛应用在化学、物理等各个方面。
我国稀土发光材料的发展史
稀土元素无论被用作发光（荧光）材料的基质成分，还是被用作激活剂，共激活剂，敏化剂或掺杂剂，所制成的发光材料，一般统称为稀土发光材料或稀土荧光材料。30多年来，我国稀土发光及材料科学技术的研发在各级领导和部门关心下从起步和跟踪走向自主发展；稀土荧光体（粉）生产从零开始，已形成一个新的产业。
20世纪60年代是稀土离子发光及其发光材料基础研究和应用发展的划时代和转折点。三价稀土离子发光的光学光谱学、晶体场理论等基础研究日益深入和完善。1964年，高效YVO4∶Eu和Y2O3∶Eu红色荧光粉和1968年Y2O2S∶Eu红色荧光粉的发明，并很快被应用于彩色电视显象管（CRT）中。步入70年代，无论是基础研究，还是新材料研制及其开发应用进入迅速发展时期。
在20世纪70年代以前，我国稀土发光及材料科学和技术并没有形成，仅中科院物理所对CaS和SrS体系中掺Eu、Sm、Ce离子的红外磷光体的光致发
光性能，以及在ZnS∶Cu或Mn的电致发光材料中某些稀土离子作为掺杂剂对性能影响进行少量的研究。所用稀土材料全部进口，价格比黄金还贵。
20世纪70年代中科院长春物理所抓住机遇，将这一时期国际上大量的新科研成果引入翻译出版向全国介绍，起“催化剂”作用；同时有一批从事稀土分离的化学科技工作者也纷纷转入从事稀土发光及材料科研和开发工作，加之彩电荧光粉会战，使这一新兴学科在我国正式起步并不断发展。
20世纪60和70年代国际稀土发光材料发展和我国稀土冶炼及分离工业崛起，许多单位跟踪国际上已有成效的工作，纷纷开展稀土离子发光性能研究，以及许多不同用途、不同体系的稀土发光功能材料的研发工作。
我国稀土发光及其材料科学技术和产业化经过 30 年的研发，尽管与发达国家相比还存在一定差距，但取得许多自主发展的科技成果，特别是从 1980 年改革开放以来，短短的 20 年来，取得了令人瞩目的成就。目前已在高等院校、中科院和产业部门形成水平较高的科研和工程技术队伍，科研和生产基地。在国际著名的杂志上发表许多高水平学术论文，申请一批发明专利，出版一些专著。取得的国家、省部级成果为国家建设和安全做出了一定贡献，并获得重大经济和社会效益。北方交通大学成立了光电技术研究所，专门从事发光和显示的研发工作，北京有色金属研究总院建设稀土材料国家工程研究中心；长春有中科院凝聚态物理开放实验室及稀土化学和物理开放实验室，还有北京大学等其他院校开放实验室，为稀土发光材料的基础研究提供先进实验条件；历年培养的一批批青年专业人材，已成为本领域的骨干和带头人；在咸阳、北京、上海、江浙和广东等地形成一批生产基地。总的来说，目前，我国稀土发光材料的研究处在自主发展与应用期。
绿色稀土发光材料的一些应用
稀土发光材料的其中一种应用是稀土夜光纤维。稀土夜光纤维是指利用稀土材料为发光体，经过特种纺丝工艺制成的具有夜间发光性能的纤维。该纤维只要吸收任何可见光10分钟，便能将光能蓄贮于纤维之中，在黑暗状态下持续发光10小时以上，且可无限次循环使用。在没有可见光的条件下，该纤维本身能发
出各种色彩的光，如红光、黄光、蓝光、绿光等。稀土夜光纤 维是我国具有自主知识产权的新型纤维，该纤维在受光照射时捕集激发态电子，在停止照射后进行持续发光跃迁。稀土夜光纤维不仅色光绚丽多彩，而且最终产品可 以无需染色，不仅避免了染料对纤维发光性能的影响，同时也避免了染整工序产生的废水对环境的污染。这种夜光纤维材料不仅可以用于纺织，而且还有很多其它的 用途，人们可以以它为载体，利用太阳光这个清洁、无公害、符合环保和可持续性发展的能源，所制得的产品广泛应用于纺织服装、航空航海、国防工业、建筑装璜、交通运输、夜间作业、日常生活及娱乐休闲等领域。
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