CN101671561A - 蓝色长余辉发光七铝酸十二钙粉体制备方法 - Google Patents

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李慧
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刘益春
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Abstract

本发明属于材料技术领域，具体涉及稀土铕、镝共掺杂长余辉、光激励发光的控制及其合成方法。本发明采用化学共沉淀法制备铕、镝共掺杂的七铝酸十二钙凝胶前驱体，将Eu2O3，Dy2O3，在加热条件下溶于HNO3中；将纯Al(NO3)3和Ca(NO3)2原料溶于水中；将上述溶液均匀混合后加入沉淀剂NH3·H2O，将得到的凝胶前驱体进行烘干、去水、烧结、研磨、还原得到了铕、镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体(C12A7:Eu，Dy)。实现了蓝色长余辉发射并有光激励发光。结果表明铕、镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体有望用于弱光照明、夜视、指示灯，光存储、光信息处理等领域。

Description

蓝色长余辉发光七铝酸十二钙粉体制备方法
所属技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及到对铕、镝进行共掺杂的基质材料的选取，对长余辉发光和光激励发光的控制及其合成方法。
背景技术
以铝酸盐为基质的发光材料发光效率高，但合成温度较高，一般达到1300-1600℃，甚至达到1700℃。目前铝酸盐体系达到实用化程度的蓄光型发光材料有人们较熟悉的发蓝紫光的CaAl2O4:Eu，Nd，发蓝绿光的Sr4Al14O25:Eu，Dy及发黄绿光的SrAl2O4:Eu，Dy，它们都有优异的长余辉发光性能。长余辉发光材料除了要有优良的发光性能外，还应具备适宜于制品的制备工艺及所处环境所要求的某些特性，如：粒径适中、分散性好、化学性质稳定、耐高温等。所以找到一种合成温度低，性质稳定，适用于多种环境的材料对长余辉发光材料的应用将十分有利。
发明内容
本发明的目的就是制备新型铕、镝共掺杂的蓝色长余辉发光材料，并提供一种更加简单、有效的制备的方法。
本发明采用宽带隙氧化物七铝酸十二钙作为掺杂的基质材料。由于其热稳定性好及化学稳定性良好，适合做长余辉发光材料。
本发明采用化学共沉淀法制备铕、镝共掺杂的七铝酸十二钙(12CaO·7Al2O3)粉体长余辉发光材料。本发明具体步骤如下：
1.称取摩尔比为1∶1-4的Eu2O3，Dy2O3，在60℃左右加热条件下溶于HNO3中，配成硝酸盐溶液；
2.将纯Al(NO3)3和Ca(NO3)2原料按14∶12的摩尔比溶于去离子水中；
3.将上述两种溶液均匀混合后缓慢滴加沉淀剂NH3·H2O，直到得到凝胶前躯体；
4.将得到的凝胶前驱体在90-120℃的温度下进行烘干、去水；
5.将得到的凝胶放到高温炉中，在空气气氛下、1100-1250℃烧结6-8个小时，冷却，研磨，将得到的粉体在1000-1100℃活性炭还原气氛下烧结还原2-4小时，即得到了铕、镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体(C12A7:Eu，Dy)。
本发明的有益效果是：
1.本发明采用的制备方法是化学共沉淀法，比传统固态烧结制备发光材料的方法温度有所降低。
2.本发明制备的铕、镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体，实现了在可见光蓝光区的发射并有长余辉。结果表明铕、镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体有望用于弱光照明、夜视、指示灯等领域。
3.本发明制备的铕、镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体，经紫外光激发后，通过电子俘获将吸收的能量存储起来，在一定的红外光激励下，实现了光激励发光。说明铕、镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体作为光存储材料在光存储、光信息处理等许多新兴技术领域具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是铕，镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体的发射光谱。
图2是铕，镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体的余辉衰减曲线。
图3是0.5at.％铕，2at.％镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体用980nm红外光激发的光激励发光。(a)紫外光激发完毕一小时后测得；(b)紫外激发完毕二十小时后测得。
由图1所示的铕，镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体的发射光谱，得出本发明的铕，镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体在444nm区域得到了强的蓝光发射。
从图2所示的铕，镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体的余辉衰减曲线可以看出，0.5％铕，2％镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体初始亮度高，开始余辉衰减快，几秒种后逐渐平缓。
图3所示的实施例是将0.5％铕，2％镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体用紫外灯照射10分钟，1小时(20小时)后用980nm红外激光器去激发10秒，然后关闭，10秒后再打开激发10秒，再关闭，如此循环得到。由图3可以看出0.5％铕，2％镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体有强的光激励发光。用同样的方法可得到其他两不同浓度的铕，镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体的光激励发光。光信息存储时间可达20小时以上。
具体实施方式
以下结合实例进一步说明本发明。
实施例1
1.称取0.0114g纯度为99.99％的Eu2O3，0.0121g纯度为99.99％Dy2O3，在加热条件下溶于HNO3中，配成硝酸盐溶液；
2.将5.6838g纯度为99.99％的Al(NO3)3和3.0669g纯度为99.99％的Ca(NO3)2原料按照化学剂量比溶于去离子水中；
3.将上述两种溶液均匀混合后加入沉淀剂NH3·H2O，得到凝胶前躯体；
4.将得到的凝胶前驱体在100℃进行烘干、去水；
5.将得到的凝胶放到高温炉中，在空气气氛下、1100℃烧结6个小时，冷却，研磨，将得到的粉体在1000℃活性炭还原气氛下烧结还原2小时，即得到了0.5％铕、0.5％镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体(C12A7：0.5％Eu，0.5％Dy)。
实施例2
1.称取0.0114g纯度为99.99％的Eu2O3，0.0242g纯度为99.99％Dy2O3，在加热条件下溶于HNO3中，配成硝酸盐溶液；
2.将5.6838g纯度为99.99％的Al(NO3)3和3.0669g纯度为99.99％的Ca(NO3)2原料按照化学剂量比溶于去离子水中；
3.将上述两种溶液均匀混合后加入沉淀剂NH3·H2O，得到凝胶前躯体；
4.将得到的凝胶前驱体在90℃的温度下进行烘干、去水；
5.将得到的凝胶放到高温炉中，在空气气氛下、1200℃烧结7个小时，冷却，研磨，将得到的粉体在1050℃活性炭还原气氛下烧结还原3小时，即得到了0.5％铕、1％镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体(C12A7：0.5％Eu，1％Dy)。
实施例3
1.称取0.0114g纯度为99.99％的Eu2O3，0.0484g纯度为99.99％Dy2O3，在加热条件下溶于HNO3中，配成硝酸盐溶液；
2.将5.6838g纯度为99.99％的Al(NO3)3和3.0669g纯度为99.99％的Ca(NO3)2原料按照化学剂量比溶于去离子水中；
3.将上述两种溶液均匀混合后加入沉淀剂NH3·H2O，得到凝胶前躯体；
4.将得到的凝胶前驱体在120℃的温度下进行烘干、去水；
5.将得到的凝胶放到高温炉中，在空气气氛下、1100℃烧结8个小时，冷却，研磨，将得到的粉体在1100℃活性炭还原气氛下烧结还原4小时，即得到了0.5％铕、2％镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体(C12A7：0.5％Eu，2％Dy)。

Claims (2)

1、蓝色长余辉发光七铝酸十二钙粉体制备方法，其特征是具体步骤如下：
1).称取摩尔比为1∶1-4的Eu2O3，Dy2O3，在60℃左右加热条件下溶于HNO3中，配成硝酸盐溶液；
2).将纯Al(NO3)3和Ca(NO3)2原料按14∶12的摩尔比溶于去离子水中；
3).将上述两种溶液均匀混合后缓慢滴加沉淀剂NH3·H2O，直到得到凝胶前躯体；
4).将得到的凝胶前驱体在90-120℃的温度下进行烘干、去水；
5).将得到的凝胶放到高温炉中，在空气气氛下、1100-1250℃烧结6-8个小时，冷却，研磨，将得到的粉体在1000-1100℃活性炭还原气氛下烧结还原2-4小时，即得到了铕、镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体。
2、按权利要求1的制备方法，其特征是具体步骤如下：
1).称取0.0114g纯度为99.99％的Eu2O3，0.0121g纯度为99.99％Dy2O3，在加热条件下溶于HNO3中，配成硝酸盐溶液；
2).将5.6838g纯度为99.99％的Al(NO3)3和3.0669g纯度为99.99％的Ca(NO3)2原料按照化学剂量比溶于去离子水中；
3).将上述两种溶液均匀混合后加入沉淀剂NH3·H2O，得到凝胶前躯体；
4).将得到的凝胶前驱体在100℃进行烘干、去水；
5).将得到的凝胶放到高温炉中，在空气气氛下、1100℃烧结6个小时，冷却，研磨，将得到的粉体在1000℃活性炭还原气氛下烧结还原2小时，即得到了0.5％铕、0.5％镝共掺杂的七铝酸十二钙粉体。
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