[發明專利]硅酸鹽綠色長余輝材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200910043698.4
• 申請日: 2009-06-17
• 公開（公告）號: CN101575510A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 丁建文;袁文輝;肖思國
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: C09K11/59
• 分類號: C09K11/59
• 代理公司: 湘潭市雨湖區創匯知識產權代理事務所
• 代理人: 左祝安

技術領域

本發明涉及一種硅酸鹽綠色長余輝材料及其制造方法。

背景技術

長余輝材料，是一種新的節能材料。人們利用它的儲光--發光特性將其廣泛地應用到生 產及人民生活的各個方面。目前長余輝發光材料主要用于低度應急照明、指示標記和裝飾美 化等領域以及在建筑裝飾、交通運輸、軍事科學領域均有重要的用途。具體產品有：發光涂 料、發光薄膜、發光消防安全標志、發光油墨、發光陶瓷、發光塑料、發光纖維、發光紙、 發光玻璃等等。

長余輝發光材料實質上是一種特殊的熱釋發光材料，亦即在室溫下的熱釋發光材料，它屬 于電子俘獲材料類，它與光激勵發光材料和熱釋發光材料沒有絕對的界限，根據長余輝發光 的一般原理，只要在基質中造成一定濃度和深度的在室溫下即可通過熱擾動釋放出存儲能量 的缺陷或陷阱，便可觀察到長余輝發光。然而，長余輝發光材料的發展速度相當緩慢，把長 余輝發光的持續時間從十幾分鐘延長到十幾小時經歷了相當長的時間，主要的原因是材料中 缺陷的復雜性和缺乏直接的實驗手段。

目前對于長余輝發光材料的研究大部分都集中在堿土金屬鋁酸鹽方面，如：SrAl₂O₄:Eu³⁺， Dy³⁺和Sr₄Al₄O₂₅:Eu³⁺，Dy³⁺等。長余輝發光玻璃也是研究長余輝發光材料的熱門，如中國專 利公開號為CN?1317456A中公開了一種硼硅鋅紅色、綠色、黃色長余輝玻璃的制備方法。而 對硅酸鹽長余輝材料的報道最具有代表性的是肖志國等人在專利CN?1194292中披露了 Eu2+，Dy3+等激活的堿土金屬焦硅酸鹽和含鎂的正硅酸鹽的一類硅酸鹽長余輝材料。中國專利 公開號為CN?1544576A中公開了一般通式為Ca_0.973O·MgO·(SiO₂)·0.15B₂O₃:Eu_0.07、Ln_0.02的 一種硅酸鹽長余輝材料。中國專利公開號為CN?101153216中公開了化學表達式為： [Ca_(1-x-y)M_y]₂ZnSi₂O₇:xEu²⁺，其中，M為Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、 Yb、Lu或Mn中的一種或幾種，x和y指摩爾系數的一種黃色長余輝材料等。

綜上所述，從已公開的文獻得知，目前該領域的種類仍然不豐富，特別是硅酸鹽類長余輝 材料存在發光顏色不豐富，余輝亮度不強以及耐水性能和穩定性能欠佳等缺陷。

發明內容

針對上述情況，本發明的目的是提供一種硅酸鹽綠色長余輝材料，它以硅酸鹽為基質， 使用單一的Mn²⁺離子激活劑生產出化學性質穩定，熱穩定性好，不易水解，有較長的余輝發 射且能夠大范圍的應用，不污染環境，節約資源明顯。

本發明的另一個目的是提供一種制備硅酸鹽綠色長余輝材料的方法，它在還原氣氛和空 氣中采用以傳統的固相法合成，其合成工藝簡單，合成穩定性好，合成成本低，便于規模化 工業生產。

為解決上述任務，一種硅酸鹽綠色長余輝材料，它以硅酸鹽為基質，使用錳離子作激活 劑，使用摻雜離子作共激活劑，加入助溶劑制得產品，其化合物的結構式為 M_1-yZn_2-xSi₂O₇:xMn，yRe，zH₃BO₃，其中，

(M)O∶ZnO∶SiO₂＝1∶2∶2，x，y，z為摩爾系數比，Mn為激活劑，Re為共激活劑，H₃BO₃為助 溶劑。

其進一步的措施是：

M為Ca或Sr。

Re為Er，Sm，Sb，Ce，Yb，Sn，中的一種或幾種。

激活劑，共激活劑和助溶劑的摩爾濃度范圍分別為0.001≤x≤0.04，0≤y≤0.03，0.04 ≤z≤0.6。

為實現上述另一目的，制備硅酸鹽綠色長余輝材料的方法，其特征在于操作步驟如下：

(1)原料準備