CN101214988A - 一种铝酸盐发光材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝酸盐发光材料及其制备方法，其材料是采用去离子水配制Al的氯化物溶液、Eu和Dy的硝酸盐溶液，将其溶液混合后，利用NH₄HCO₃溶液进行沉淀，加热搅拌后，形成凝胶，对其凝胶进行洗涤、分散，加入分析纯的SrO，超声振荡搅拌，进行水热反应后掺入H₃BO₃后干燥、烧结而得；其一般式为：M_(4－x－y)·OmAl₁₄O₂₅:Eu_x，RE_y；其中：x＝0.001～0.08；y＝0.001～0.08；M为锶；RE为镝。本发明提供的铝酸盐发光材料与已有技术相比较发光效率高、余辉时间长、能耗低，制备周期段；较高温法烧结不严重，颗粒小且均匀；较共沉淀法发光效率高，余辉时间长，晶相纯。

Description

一种铝酸盐发光材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及无机材料及其制备技术领域，具体地是一种无机长余辉铝酸盐发光材料及其制备方法。

背景技术

20世纪90年代发现和发展起来的铝酸盐体系长余辉发光材料具有优异的蓄光-发光特性，经过短时间光照后，其在暗处发光时间可持续12小时以上。作为新型的节能和环保材料，该类荧光体在建筑装饰、消防安全、交通运输、军事设施以及生活日用品等领域都得到了广泛的应用。此类发光材料中，蓝绿色长余辉荧光体Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺，Dy³⁺因具有发光亮度高、余辉衰减慢及成本低廉等优点而备受青睐。

近年来，对蓝绿色长余辉发光材料的研究也越来越多，从方法到性能比较，都做了很多的研究。碱土铝酸盐长余辉材料通常使用高温固相烧结法制得，但是这种方法存在合成温度高，而且原料不易混合均匀等缺点。水热法合成纳米材料已经有过很多研究，但是一般的水热法通常是共沉淀后再水热反应，颗粒晶形不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发光效率高、余辉时间长、晶形好的铝酸盐发光材料及操作简单，成本低廉的该材料的制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种铝酸盐发光材料，该材料采用去离子水配制Al的氯化物溶液、Eu和Dy的硝酸盐溶液，将其溶液混合后，利用NH₄HCO₃溶液进行沉淀，加热搅拌后，形成凝胶，对其凝胶进行洗涤、分散，加入分析纯的SrO，超声振荡搅拌，然后进行水热反应，加入H₃BO₃后干燥、烧结而得；其一般式为：

M_(4-x-y)·OmAl₁₄O₂₅:Eu_x，RE_y

其中：x＝0.001～0.08；y＝0.001～0.08；M为锶；RE为镝。

制备上述铝酸盐发光材料的方法是：采用去离子水配制Al的氯化物溶液、Eu和Dy的硝酸盐溶液，其浓度分别为0.2～10mol/l、0.01～0.2mol/l、0.01～0.2mol/l，并按Al(溶液)∶Eu(溶液∶Dy(溶液)为1∶0.0002～0.02∶0.0002～0.0 2的比例混合，用NH₄HCO₃溶液对其混合溶液进行沉淀，在水浴温度50℃～80℃条件下加热搅拌1～4h，形成凝胶，将凝胶进行重复多次的洗涤、抽滤，除去CO₃ ^2-；再用去离子水将凝胶分散，加入分析纯的SrO，超声振荡搅拌至混合均匀后转入水热釜中，在130℃～180℃下水热反应8～12h；用40～80℃的去离子水将H₃BO₃溶解并掺入到反应后的凝胶中，边研磨边加热至水分蒸发；以活性碳还原气氛或N₂-H₂还原气氛弱还原，于高温炉中1200～1300℃烧结2～4h，得铝酸盐发光材料。

本发明提供的铝酸盐发光材料与已有技术相比发光效率高、余辉时间长。

本发明提供的铝酸盐发光材料的制备方法能耗低，制备周期短。

附图说明

图1为本发明实施例X-粉末衍射图

图2为本发明实施例的发射光谱图

图3为本发明实施例的激发光谱图

具体实施方式

实施例1

0.98mol/l的AlCl₃溶液50ml、0.1mol/l的Eu(NO₃)₃溶液2.8ml、0.08984mol/l的Dy(NO₃)₃溶液3.1ml、SrO 1.4506g、NH₄HCO₃ 20g、H₃BO₃0.0216g。

将上述的AlCl₃溶液与Eu(NO₃)₃溶液、Dy(NO₃)₃溶液混合在一容器中，将20g的NH₄HCO₃配成150ml的溶液，装入另一容器中。用蠕动泵将这两容器中的溶液同时打入反应器皿(反应器皿中装有少量NH₄HCO₃溶液作为反应底液)中，水浴加热至50℃，边加热边搅拌，反应持续两个小时。将反应得到的凝胶进行抽滤、洗涤，重复多次，直至CO₃ ^2-被除去。用去离子水将凝胶打散，将研磨过的上述SrO加入到分散好的凝胶中，超声振荡，混合均匀，然后转入水热釜中，在马弗炉130℃下水热反应12h。取出，将凝胶转移到蒸发皿中，用60℃的去离子水将助熔剂H₃BO₃溶解并掺入凝胶中，边加热边研磨，直至水分蒸发掉，在100℃下烘4个小时，以活性碳还原气氛还原，于高温炉中在1300℃下恒温烧结2h，得所需发光材料。

本实施例所得发光材料本身呈淡黄绿色，在365nm紫外光激发下，发光颜色呈现明亮的蓝绿色，亮度高，余辉时间长。测发射光谱与激发光谱，发射主峰波长位于497nm左右(图2)，该产物的激发波长在360nm-440nm之间(图3)，波长范围跨度大，可以被普通光源及紫外光激发发光。

实施例2

1.026mol/l的AlCl₃溶液68ml、0.095mol/l的Eu(NO₃)₃溶液4.2ml、0.08984mol/l的Dy(NO₃)₃溶液4.5ml、SrO 2.0724g、NH₄HCO₃21g、H₃BO₃0.0312g。

取上述的AlCl₃溶液与Eu(NO₃)₃溶液、Dy(NO₃)₃溶液混合在一容器中，将21g的NH₄HCO₃配成150ml的溶液，装入另一容器中。用蠕动泵将这两容器中的溶液同时打入反应器皿(反应器皿中装有少量NH₄HCO₃溶液作为反应底液)中，水浴加热80℃，边加热边搅拌，反应持续两个小时。将反应得到的凝胶进行抽滤、洗涤，重复几次，直至CO₃ ^2-被除去。用去离子水将凝胶打散，将研磨过的上述SrO加入分散好的凝胶中，超声振荡，混合均匀，然后转入水热釜中，在马弗炉170℃下水热反应10h。取出，将凝胶转移到蒸发皿中，用80℃的去离子水将助熔剂H₃BO₃溶解并掺入凝胶中，边加热边研磨，直至水分蒸发掉，在80℃下烘8个小时。以N₂-H₂还原气氛弱还原，于高温炉中烧结，在1200℃下恒温4h，得所需发光材料。

本实施例所得发光材料其结构与实施例1相同。

实施例3：

5.023mol/l的AlCl₃溶液100ml、0.095mol/l的Eu(NO₃)₃溶液30ml、0.08984mol/l的Dy(NO₃)₃溶液32ml、SrO 14.8709g、NH₄HCO₃ 100g、H₃BO₃0.2230g。

取上述的AlCl₃溶液与Eu(NO₃)₃溶液、Dy(NO₃)₃溶液混合在一容器中，将100g的NH₄HCO₃配成250ml的溶液，装入另一容器中。用蠕动泵将这两容器中的溶液同时打入反应器皿(烧杯中装有少量NH₄HCO₃溶液作为反应底液)中，水浴加热80℃，边加热边搅拌，反应持续两个小时。将反应得到的凝胶进行抽滤、洗涤，重复多次，直至CO₃ ^2-被除去。用去离子水将凝胶打散，将研磨过的上述SrO加入分散好的凝胶中，超声振荡，混合均匀，然后转入水热釜中，在马弗炉180℃下水热反应8h。取出，将凝胶转移到蒸发皿中，用40℃的去离子水将助熔剂H₃BO₃溶解并掺入凝胶中，边加热边研磨，直至水分蒸发掉，在80℃下烘8个小时。以活性碳还原气氛还原，于高温炉中烧结，在1300℃下恒温3h，得所需发光材料。

本实施例所得发光材料其结构与实施例1相同。

Claims (2)

1.一种铝酸盐发光材料，其特征在于该材料是采用去离子水配制Al的氯化物溶液、Eu和Dy的硝酸盐溶液，将其溶液混合后，利用NH₄HCO₃溶液进行沉淀，加热搅拌后，形成凝胶，对其凝胶进行洗涤、分散，加入分析纯的SrO，超声振荡搅拌，然后进行水热反应，加入H₃BO₃后干燥、烧结而得；其一般式为：

M_(4-xy)·OmAl₁₄O₂₅:Eu_x，RE_y

其中：x＝0.001～0.08；y＝0.001～0.08；M为锶；RE为镝。

2.一种权利要求1所述铝酸盐发光材料的制备方法，其特征在于：采用去离子水配制Al的氯化物溶液、Eu和Dy的硝酸盐溶液，其浓度分别为0.2～10mol/l、0.01～0.2mol/l、0.01～0.2mol/l，并按Al(溶液)∶Eu(溶液)∶Dy(溶液)为1∶0.0002～0.02∶0.0002～0.02的比例混合，用NH₄HCO₃溶液对其混合溶液进行沉淀，在水浴温度50℃～80℃条件下加热搅拌1～4h，形成凝胶，将凝胶进行重复多次的洗涤、抽滤，除去CO₃ ^2-；再用去离子水将凝胶分散，加入分析纯的SrO，超声振荡搅拌至混合均匀后转入水热釜中，在130℃～180℃下水热反应8～12h；用40～80℃的去离子水将H₃BO₃溶解并掺入到反应后的凝胶中，边研磨边加热至水分蒸发；以活性碳还原气氛或N₂-H₂还原气氛弱还原，于高温炉中1200～1300℃烧结，得铝酸盐发光材料。

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