[發明專利]復合基質紅色長余輝發光材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210408940.5
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN102876326A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 盧佃清;徐超
• 申請（專利權）人: 淮海工學院
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 劉喜蓮

技術領域

本發明涉及一種長余輝材料，特別是一種復合基質紅色長余輝發光材料，本發明還涉及該長余輝材料的制備方法。

背景技術

長余輝材料是一種光致儲能功能材料，其主要用途是弱光環境下的指示照明，如可用于緊急出口標志、消防通道、器具標志、建筑裝飾和工藝美術等領域。近年來，又逐漸拓展到信息存儲、高能射線探測等應用領域。現有可見光區的長余輝材料主要分為藍色、黃綠色和紅色發光材料，其中藍色和黃綠色材料的發光亮度和余輝時間等發光性能已達到實用的要求；但紅色長余輝材料一直處于研發階段，尚未達到實用水平。目前主要有如下幾種基質的紅色長余輝材料：硫化物、硫氧化物、鈦酸鹽、硅酸鹽以及鋁酸鹽等。常用的制備方法有：高溫固相合成法、溶膠-凝膠法以及微波合成法等，其中以高溫固相合成法最為常用。

在硫化物體系中，CaS?:?Eu²⁺，M是目前研究最多的一種紅色長余輝材料，其中Eu²⁺為激活劑，M為共激活劑。在CaS系列的基礎上，通過改變基質組成，可獲得(Ca,?Sr)S、(Ca,?Mg)S?等體系的長余輝材料。這類材料的缺點是化學穩定性差、易潮解，現已基本被淘汰。硫氧化物體系中Y₂O₂S?:?Eu³⁺最先被研究，此后基質材料逐步拓展到(Y,?Gd)₂O₂S、Gd₂O₂S以及La₂O₂S等。該材料的余輝亮度已接近實際應用的要求，但其原料的選擇、硫粉的添加形式、焙燒溫度以及樣品的后處理等制備工藝條件仍需完善；特別是其原材料成本較高，阻礙了其進一步應用。鈦酸鹽體系中CaTiO₃?:?Pr³⁺紅色長余輝材料是研究的熱點，CaTiO₃基質化學性能穩定、耐候性好、發光顏色純正。但這一體系最大缺點是發光亮度不夠，且余輝時間未達應用要求，在可見光區的激發強度也有待提高。硅酸鹽體系中有CdSiO₃?:?Sm³⁺和MgSiO₃?:?Mn²⁺,?Eu²⁺,?Dy³⁺等紅色長余輝材料，它們具有良好的化學穩定性和熱穩定性，但缺點是余輝時間短、亮度低，不滿足實用要求。鋁酸鹽體系中Sr₃Al₂O₆?:?Eu²⁺,?Dy³⁺為紅色長余輝材料，其發光亮度和余輝時間均不夠，抗水性也差。總體來說，現有的紅色長余輝材料各有優缺點，但均未完全達到實際應用的要求，需要進一步研究或開發新的基質材料。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種新的復合基質紅色長余輝發光材料。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供了前述長余輝發光材料的一種制備方法。

本發明所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的。本發明是一種復合基質紅色長余輝發光材料，其特點是：該材料為粉末狀，其結構式如下：SrCO₃?+Sr(OH)₂:?Eu²⁺。

本發明所述的復合基質紅色長余輝發光材料的制備方法步驟如下：以分析純的碳酸鍶SrCO₃和氧化銪Eu₂O₃為制備原料，銪離子的摻雜量為碳酸鍶SrCO₃的0.01mol%～1.5mol%；原料混合均勻后置于加熱爐在炭還原氣氛中加熱，退火溫度為1100～1350℃，維持此溫度3～4小時后，隨爐冷卻，即得。

本發明所述的復合基質紅色長余輝發光材料的制備方法技術方案中：退火溫度優選為1200～1300℃。

本發明所述的復合基質紅色長余輝發光材料的制備方法技術方案中：退火溫度進一步優選為1250℃。

本發明所述的復合基質紅色長余輝發光材料的制備方法技術方案中：銪離子的摻雜量優選為碳酸鍶SrCO₃的0.05mol%～0.5mol%。

本發明所述的復合基質紅色長余輝發光材料的制備方法技術方案中：加熱時，優選采用大舟套小舟的方法，將混合均勻的原料放入小舟中，加蓋后再在其周圍放入木炭，大舟加蓋后放入加熱爐中進行加熱。