[發明專利]雙螯合劑溶膠凝膠法制鐠和金屬共摻雜的鈦酸鈣熒光材料

在審

• 申請號: 201710401910.4
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107312530A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 徐卡秋;王南南
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C09K11/67
• 分類號: C09K11/67
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種Pr3+與金屬離子共摻雜的鈦酸鈣紅色熒光材料的制備方法，特別涉及一種以檸檬酸為主要螯合劑的雙組份復合螯合劑來制備熒光材料，且在此基礎上進行的金屬離子摻雜改性。

背景技術

目前，很多領域會用到紅色熒光粉，包括熒光燈、LED白光熒光粉，場發射顯示器用熒光粉等。現在開發出來的熒光性能最好的紅色熒光粉即Eu³⁺激活的氧化釔Y₂O₃:Eu³⁺。Y₂O₃:Eu³⁺中的基質為Y₂O₃，而 Y也是一種稀土元素，這就導致紅色熒光粉的原料成本一直居高不下。同時，紅色熒光粉的要求也比較苛刻，因為眼睛敏感度在較長波長處急劇下降，而在較短波長處會出現較差的紅色再現指數，所以它要求發射光譜必須在非常窄的波長范圍內，鑒于以上考慮，610nm處波長是最理想的紅光發射。除了Y₂O₃：Eu³⁺紅色熒光粉，Y₂O₂S:Eu³⁺和YVO₄:Eu³⁺也是常用的紅色熒光材料。其中Y₂O₂S:Eu³⁺的亮度較高，物理化學性質穩定，廣泛應用于彩色電視顯像管和顯示器中，但其價格相對昂貴，且Y₂O₂S:Eu³⁺制備過程中需要用到S元素，存在環境隱患。所以開發新的、穩定的、價格低廉的紅色熒光材料一直是研究者的目標之一。

1994年A.Vecht等首次報道了CaTiO₃:Pr³⁺是一種有潛力的場致發射顯示用的紅色熒光材料。1997年Diallo等又對CaTiO₃:Pr³⁺作為一種新型紅色長余輝熒光材料進行報道。自此，CaTiO₃:Pr³⁺紅色熒光材料就因其色度坐標x=0.680,y=0.311接近美國理想紅色的色度坐標、物理化學性能穩定、耐候性好、對環境無害、原料易得等優點迅速成為研究的熱點。但是商業應用中，熒光體還必須具有高的量子效率，就目前的研究結果來看，CaTiO₃:Pr³⁺材料還存在熒光強度不高的問題，嚴重制約了其工業化發展。目前比較有效的方法是通過改善制備方法或引入共摻雜離子來改善CaTiO₃:Pr³⁺的熒光性能。

對于CaTiO₃:Pr³⁺的制備，液相法比固相法更容易獲得粒度分布均勻、熒光樣品結晶度高、熒光性能優良的CaTiO₃:Pr³⁺熒光材料，且前者要求的制備條件相對較低。由于CaTiO₃:Pr³⁺對雜質離子特別敏感，本發明采用液相法更容易控制離子的引入，使激活劑離子均勻分散在晶體結構中，可避免分布不均勻以及出現局部的濃度猝滅現象。本發明在溶膠凝膠法中，采用以檸檬酸為主要螯合劑，并添加另一種螯合劑作為雙組分復合螯合劑來制備CaTiO₃:Pr³⁺紅色熒光材料，該方法較常規的單組份螯合劑，更容易形成凝膠網絡結構，使得金屬離子均勻緊密的分散在網絡結構中，更加有利于形成純相CaTiO₃:Pr³⁺熒光材料，提高產品結晶度，從而增強材料的熒光強度。在此基礎上，本發明又進行了金屬離子的共摻雜，進一步改善了CaTiO₃:Pr³⁺的熒光性能。

發明內容

本發明在于采用雙組份復合螯合劑溶膠凝膠法制備性能優良的Pr³⁺與金屬離子共摻雜的鈦酸鈣紅色熒光材料。為了達到預期目的，本發明采用如下制備工藝：