[發明專利]一種綠色鍺酸鹽超長余輝發光材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202211299016.8
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN115717069A
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 高秀萍;姜曉慧;張浩東;劉潤霖;俞英杰
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: C09K11/59
• 分類號: C09K11/59;C09K11/66
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 周立新

本發明公開了一種綠色鍺酸鹽超長余輝發光材料及其制備方法，該材料的化學表達式為Zn₂Ge_xR_1?xO₄：0.5%Mn²⁺，其中，R采用Sn或Si，0＜x≤0.12。按化學計量比分別稱取原料，研磨，混合均勻，焙燒，冷卻后，進行研磨，制得綠色鍺酸鹽超長余輝發光材料。本發明制備方法以Mn²⁺作為激活離子，Si⁴⁺,Sn⁴⁺等離子部分取代Ge⁴⁺進而改善基質，不添加助熔劑，制得經250nm～450nm波長光激發后能發出綠色超長余輝的發光材料，不僅具有相當長的余輝時間，且制備方法簡單、無污染、成本較低。

技術領域

本發明屬于發光材料技術領域，涉及一種發光材料，具體涉及一種綠色鍺酸鹽超長余輝發光材料，本發明還涉及一種該發光材料的制備方法。

背景技術

長余輝發光材料屬于光致發光材料的一種，在外界光源激發下產生光，同時吸收光能并存儲起來，激發停止后再將所存儲的能量緩慢地以光的形式向外釋放。余輝的持續時間稱為余輝時間，小于1μs的余輝稱作超短余輝，1～10μs的余輝稱為短余輝，10μs～1ms的余輝稱為中短余輝，1～100ms的余輝稱為中余輝，100ms～1s的余輝稱為長余輝，大于1s的余輝稱為超長余輝。

就長余輝材料的體系而言，早期傳統的長余輝材料主要集中在ZnS、CaS等硫化物體系，該體系的優點是發光顏色豐富，可覆蓋從藍色到紅色的發光區域，但是存在穩定性差、空氣中易分解、余輝初始亮度低、余輝時間短等缺點。隨后鋁酸鹽體系被廣泛研究和開發，其中以余輝亮度高、余輝時間長、化學穩定性好的SrAl₂O₄ :Eu²⁺ ,Dy³⁺為代表。鋁酸鹽長余輝材料存在制備溫度高、耗能大、材料硬度大、發光顏色不豐富、在水中不穩定等缺陷。

有報道稱，Mn²⁺激活的Zn₂GeO₄磷光體顯示出狹窄的發射帶，由于Mn²⁺的4T₁-6A₁特征躍遷，在約532nm處達到峰值，有望成為新的長余輝材料。而Mn²⁺摻雜的Zn₂SiO₄熒光粉材料有較飽和的綠色發射，預計這些熒光粉在場發射顯示中有廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有超長余輝的綠色鍺酸鹽超長余輝發光材料。

本發明的另一目的是提供一種上述超長余輝發光材料的制備方法。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種綠色鍺酸鹽超長余輝發光材料，以現有技術中鍺酸鋅長余輝材料的基質為基礎，通過Si⁴⁺或Sn⁴⁺部分取代Ge⁴⁺，生成新型的基質，使綠色鍺酸鹽發光材料成為超長余輝材料。

該綠色鍺酸鹽超長余輝發光材料的化學表達式為Zn₂Ge_1-xR_xO₄：0.5%Mn²⁺，其中，R為Si或Sn，0＜x≤0.12。

本發明所采用的另一個技術方案是：一種上述綠色鍺酸鹽超長余輝發光材料的制備方法，具體按以下步驟進行：

1）按化學表達式Zn₂Ge_1-xR_xO₄：0.5%Mn²⁺中各化學組成的化學計量比，分別取以下原料：

ZnO；

GeO₂；

MnCO₃；

SiO₂或SnO₂；