[發(fā)明專利]釩硼酸釓銩藍色發(fā)光材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110168795.3
• 申請日: 2011-06-22
• 公開（公告）號: CN102277168A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃維剛;徐晨;黃志寅;唐承薇
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學
• 主分類號: C09K11/82
• 分類號: C09K11/82
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責任公司 51202
• 代理人: 黃幼陵;馬新民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)光材料領(lǐng)域，特別涉及一種稀土藍色發(fā)光材料及其制備方法。

背景技術(shù)

稀土釩酸鹽發(fā)光材料具有高的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，尤其在真空紫外照射下具有穩(wěn)定的發(fā)光效率以及能量傳遞效率高等優(yōu)點，主要用于PDP、FED領(lǐng)域的熒光材料以及高壓汞燈用熒光粉體材料。目前研究最多的是采用Eu激活的紅色發(fā)光材料，如常用的YVO₄:Eu，而后在其基礎(chǔ)上添加P，Gd等元素制備的改性紅色發(fā)光材料。發(fā)光材料的制備方法以固相燒結(jié)法為主，所得產(chǎn)物的粒度均在微米數(shù)量級。藍色發(fā)光材料較少，市場上的藍色發(fā)光粉主要是Eu²⁺激活的鋁酸鹽發(fā)光粉，如BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺(BAM)，這是目前在緊湊型熒光燈中使用較多的藍粉，該粉體的加熱工藝時間長，紫外線照射及離子轟擊都易引起老化，致使發(fā)光性能降低。此外，這種成品藍粉需要在還原氣氛中生產(chǎn)，有時候會因還原不充分，導(dǎo)致發(fā)光強度降低。另外，激活劑Eu的原料采用高純Eu₂O₃，產(chǎn)品成本高。胡斌等公開了一種采用溶膠凝膠法制備GdVO₄:Tm的藍色發(fā)光材料的方法和發(fā)光性能(見稀有金屬材料與工程，37(1)，176-179)，但該方法制備的發(fā)光粉體顆粒的尺寸均勻性較差，形貌不規(guī)則，這將影響發(fā)光強度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供釩硼酸釓銩藍色發(fā)光材料及其制備方法，以改善發(fā)光粉體顆粒尺寸的均勻性，提高發(fā)光強度。

本發(fā)明所述釩硼酸釓銩藍色發(fā)光材料，其化學組成為：Gd_1-y(VO₄)_x(BO₃)_1-x:Tm_y，式中，0.1≤x≤0.9，0.01≤y≤0.05。

本發(fā)明所述釩硼酸釓銩藍色發(fā)光材料的制備方法，以銩作為激活劑，硼作為基質(zhì)敏化劑，工藝步驟如下：

(1)前軀體的制備

以偏釩酸氨、硝酸釓、硝酸銩、硼酸、檸檬酸為原料，根據(jù)本發(fā)明所述釩硼酸釓銩藍色發(fā)光材料的化學組成Gd_1-y(VO₄)_x(BO₃)_1-x:Tm_y(0.1≤x≤0.9，0.01≤y≤0.05)計量偏釩酸氨、硝酸釓、硝酸銩和硼酸，按釓+銩與檸檬酸的摩爾比為1∶3～7計量檸檬酸(所述“釓+銩與檸檬酸的摩爾比”是指釓和銩的總摩爾數(shù)與檸檬酸的摩爾數(shù)之比)，操作步驟為：

①將按上述配比計量的偏釩酸氨和硼酸放入容器并加入去離子水，去離子水的加入量以能溶解偏釩酸氨和硼酸為限，在常壓、室溫～60℃下進行攪拌，直至偏釩酸氨和硼酸完全溶解為止，所形成的溶液定義為A溶液；

②將按上述配比計量的硝酸釓、硝酸銩、檸檬酸放入容器并加入去離子水，去離子水的加入量以能溶解硝酸釓、硝酸銩和檸檬酸為限，在常壓、室溫～60℃下進行攪拌，直至硝酸釓、硝酸銩和檸檬酸完全溶解為止，所形成的溶液定義為B溶液；

③將A溶液加入到B溶液中，在常壓、30℃～60℃下攪拌均勻即形成溶膠，用稀硝酸調(diào)節(jié)所述溶膠的pH值至4≤pH≤10，并在60℃～80℃下繼續(xù)攪拌直至形成凝膠，繼后將凝膠在常壓、100℃～120℃下干燥至少24小時，即得到前驅(qū)體；

(2)前軀體的焙燒

將步驟(1)制備的前驅(qū)體研磨分散后放入加熱爐內(nèi)，在常壓、700℃～900℃下焙燒1小時～4小時，焙燒時間屆滿后取出在空氣中冷卻至室溫；

(3)焙燒產(chǎn)物的處理

將步驟(2)獲得的焙燒產(chǎn)物進行研磨分散，并依次用稀硝酸、去離子水清洗，然后將清洗后的粉體進行干燥，即獲得本發(fā)明所述釩硼酸釓銩藍色發(fā)光材料。

上述方法中，調(diào)節(jié)所述溶膠的pH值及清洗焙燒產(chǎn)物所用稀硝酸的質(zhì)量濃度為5％～10％。

本發(fā)明具有以下的有益效果：

(1)本發(fā)明所述方法制備的釩硼酸釓銩藍色發(fā)光材料與采用現(xiàn)有技術(shù)制備的釩酸釓銩藍色發(fā)光材料相比，粉體顆粒的尺寸更小更均勻，形態(tài)更規(guī)則(見圖1、圖2)；

(2)本發(fā)明所述方法制備的釩硼酸釓銩藍色發(fā)光材料，最強發(fā)射光波長在476nm，顯示純正藍色，與采用現(xiàn)有技術(shù)制備的釩酸釓銩藍色發(fā)光材料相比，發(fā)光強度大幅度提高(見圖3)；

(3)制備方法較簡單，合成溫度低，焙燒無需還原氣氛。