[發明專利]一種長余輝發光材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201510217356.5
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN104774609A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: 李成宇;賈永雷;龐然;姜麗宏;張粟
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: C09K11/59
• 分類號: C09K11/59
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明涉及光致發光材料技術領域，更具體地說，是涉及一種長余輝發光材料及其制備方法。

背景技術

長余輝發光材料，是一種能夠儲存外界光輻射如紫外光和可見光等的能量，然后在室溫下緩慢地以發可見光的形式釋放這些儲存能量的材料。長余輝發光材料作為一種新型的節能弱視照明材料廣泛用于弱視照明、建筑物探傷、發光指示等領域。

長余輝發光材料的長余輝現象是由摻雜引起的雜質能級而產生。在激發階段，雜質能級捕獲空穴或電子，當激發完成后，這些電子或空穴由于熱運動而釋放，將能量傳遞給激活離子而導致其發光。由于能量的熱動釋放是一個緩慢的過程，從而激活離子的發光呈現出長余輝發光的特點。長余輝發光材料的長余輝性質基于以下三個過程實現：(1)外界的光能被材料中的陷阱所存儲；(2)被存儲的能量能夠有效的傳遞給發光離子；(3)這些能量必須以發光離子輻射躍遷的方式被釋放，而不是被淬滅。當陷阱深度太深時，被俘獲的電子或空穴不能順利地從陷阱中釋放出來，這樣使材料的余輝發光太弱；而當陷阱太淺時，電子或空穴被釋放的速度會太快，使材料余輝時間變短。此外，除了要求合適的陷阱深度，摻雜的離子對陷阱中電子或空穴具有合適的親和力也很重要，太強或太弱的親和力對余輝均起不到延長作用。因此，除了發光離子外，其他輔助激活元素對長余輝材料的余輝性質和特點起到關鍵的作用。通過對輔助激活元素的選擇，不但可以使長余輝材料具有合適的陷阱，也可對材料中的能量傳遞過程進行優化，提高傳遞效率，使材料的長余輝發光的性質得到極大的提高。

同其它照明及顯示行業一樣，追求多種顏色長余輝發光材料以實現全色夜光照明是長余輝發光材料行業的最終目標。然而，由于各種顏色長余輝發光材料的衰減不同，使得長余輝發光不可能通過紅綠藍三基色來實現這一目標，因此，有必要研發多種顏色的長余輝材料。目前，藍、綠色的長余輝發光材料已經趨于成熟，并已用于實際生產，但是，黃色的長余輝發光材料仍很匱乏，也就限制了長余輝發光材料的應用。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種長余輝發光材料及其制備方法，本發明提供的長余輝發光材料能夠產生黃色長余輝，而且余輝時間長、亮度高。

本發明提供了一種長余輝發光材料，具有式(I)所示的通式：

Ba_(1-x-y)SiO₃:xEu²⁺,yR³⁺???式(I)；

式(I)中，R為Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一種或多種；

0.0001≤x≤0.2；0.0001≤y≤0.2。

優選的，所述x滿足以下條件：0.005≤x≤0.02；

所述y滿足以下條件：0.005≤x≤0.02。

本發明還提供了一種上述技術方案所述的長余輝發光材料的制備方法，包括以下步驟：

a)將鋇源、硅源、銪源和摻雜金屬源混合，在還原氣氛中進行焙燒，得到長余輝發光材料；

所述長余輝發光材料具有式(I)所示的通式：

Ba_(1-x-y)SiO₃:xEu²⁺,yR³⁺???式(I)；

式(I)中，R為Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一種或多種；

0.0001≤x≤0.2；0.0001≤y≤0.2。

優選的，所述鋇源包括鋇的氧化物、鋇的碳酸鹽、鋇的磷酸鹽、鋇的硝酸鹽和鋇的草酸鹽中的一種或多種。

優選的，所述硅源包括硅的氧化物和硅酸鹽中的一種或兩種。

優選的，所述銪源包括銪的氧化物、銪的碳酸鹽、銪的硅酸鹽和銪的草酸鹽中的一種或多種。

優選的，所述鋇源、硅源、銪源和摻雜金屬源的摩爾比為(0.6～0.9998)：1：(0.0001～0.2)：(0.0001～0.2)。

優選的，步驟a)中所述還原氣氛為氮氣和氫氣的混合氣體、一氧化碳或氫氣。

優選的，步驟a)中所述焙燒的溫度為1100℃～1600℃，時間為1h～12h。

優選的，步驟a)中所述在還原氣氛中進行焙燒前還包括：

在鋇源、硅源、銪源和摻雜金屬源的混合物中加入助熔劑；

所述助熔劑包括硼酸、氟化銨、氟化鋇和氧化硼中的一種或多種。