[發明專利]熒光材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201010228260.6
• 申請日: 2010-07-15
• 公開（公告）號: CN102337120A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 周明杰;陸樹新;馬文波
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司
• 主分類號: C09K11/59
• 分類號: C09K11/59
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

【技術領域】

本發明涉及光電材料及照明技術領域，尤其涉及一種熒光材料及其制備方法。

【背景技術】

Zn₂SiO₄作為發光基質，具有良好的化學穩定性，環境適應性強，抗濕性好，易于制備，價格低廉，因此在熒光粉研究中倍受關注。1939年Jenkins等通過X射線的研究發現Zn²⁺離子和Mn²⁺離子具有相同的價態以及接近的離子半徑，Mn²⁺離子可以很好的分布在Zn₂SiO₄晶格中，因而Mn²⁺可以很容易摻入到Zn₂SiO₄發光基質中。Zn₂SiO₄:Mn是一種性能優異的熒光粉，發光亮度高，色純度好，沒有近紅外的發射，在光致發光、陰極射線發光方面得到了廣泛的應用。但傳統的使用溶膠凝膠法制備的硅酸鋅錳熒光粉，發光性能弱、發光效率低。

【發明內容】

基于此，有必要提供一種發光性能優異、發光效率高的熒光材料。

同時，還有必要提供一種工藝簡單、對設備的要求較低的熒光材料的制備方法。

一種熒光材料，包括熒光粉本體及摻雜在熒光粉本體中的金屬納米顆粒，通式為：(Mn_xZn_(1-x))₂SiO₄:M；其中，M為Ag、Au、Pt或Pd納米顆粒中的至少一種；0.02≤x≤0.15；M與熒光粉本體的摩爾量比值范圍為3.73×10^-6∶1～1.5×10^-3∶1。

通過在硅酸鋅錳中摻雜貴重金屬納米顆粒，利用金屬納米顆粒產生的表面等離子體效應增強熒光粉的發光性能、并且由于金屬納米顆粒產生的內量子效應，可以顯著增強熒光粉的發光效率。

一種熒光材料的制備方法，包括如下步驟：將金屬離子溶液、起穩定分散作用的助劑和還原劑溶液混合，攪拌反應后，制得含金屬納米顆粒的溶膠，金屬納米顆粒為Ag、Au、Pt、Pd中的至少一種；將含金屬納米顆粒的溶膠加入到去離子水與無水乙醇的混合液中，并調節酸堿度至pH為8～13，然后按金屬納米顆粒與Si摩爾量之比為(3.73×10^-6～1.5×10^-3)∶1的比例加入正硅酸乙酯，攪拌反應直至形成含金屬納米顆粒的SiO₂溶膠；按鋅與錳的摩爾比為(1-x)∶x的比例，提供鋅與錳的化合物配置鋅離子和錳離子的混合水溶液，其中，0.02≤x≤0.15；調節SiO₂溶膠的酸堿度至pH為2～7后，按鋅離子與錳離子總摩爾量與SiO₂摩爾量之比為2∶1的比例，向SiO₂溶膠中加入所述混合水溶液，攪拌反應直至形成凝膠；將該凝膠干燥后煅燒，研磨后在還原氣氛中還原即得到摻雜有金屬納米顆粒的熒光材料。

優選的，金屬離子溶液為AgNO₃、AuCl₃·HCl·4H₂O、H₂PtCl₆·6H₂O或PdCl₂·2H₂O水或乙醇溶液；助劑為聚乙烯砒咯烷酮、檸檬酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基硫酸鈉或十二烷基磺酸鈉中的至少一種；還原劑溶液為水合肼、抗壞血酸或硼氫化鈉的水或乙醇溶液。

優選的，助劑在含金屬納米顆粒的溶膠中的含量為5×10^-4g/mL～4×10^-3g/mL；還原劑與金屬納米顆粒的摩爾比為0.5∶1～4.8∶1。

優選的，去離子水與無水乙醇的混合液中去離子水與無水乙醇的體積比為1∶5～2∶1；金屬納米顆粒在SiO₂溶膠的濃度為5×10^-6mol/L～1×10^-3mol/L；正硅酸乙酯與無水乙醇的體積比為1∶12～1∶1。

優選的，鋅離子和錳離子的混合水溶液中鋅離子與錳離子的濃度之和為0.54mol/L～3mol/L。

優選的，鋅與錳的化合物為鋅鹽和錳鹽，進一步優選的，鋅鹽為醋酸鋅或硝酸鋅，錳鹽為醋酸錳或硝酸錳。

優選的，干燥步驟中使用的溫度為80℃～100℃，干燥時間為24h～36h；煅燒的溫度為800℃～1200℃，煅燒時間為2h～6h。