CN105199733B - 一种Dy3+掺杂增强Tb3+发射荧光粉 - Google Patents
一种Dy3+掺杂增强Tb3+发射荧光粉 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105199733B CN105199733B CN201510599491.0A CN201510599491A CN105199733B CN 105199733 B CN105199733 B CN 105199733B CN 201510599491 A CN201510599491 A CN 201510599491A CN 105199733 B CN105199733 B CN 105199733B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hco
- fluorescent material
- solution
- suspension
- emitting phosphor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种Dy3+掺杂增强Tb3+发射荧光粉，其化学组成式为(Gd0.875Tb0.1Dy0.025)3Al5O12((Gd0.875Tb0.1Dy0.025)AG)，该系荧光粉的合成方法是以稀土硝酸盐及Al(NO3)3溶液按化学计量比混合作为母盐溶液，以NH4HCO3为沉淀剂，通过逆向均匀沉淀法获得悬浊液。在此基础上，通过离心、清洗、干燥获得白色前驱体粉末，最终经煅烧得到(Gd0.875Tb0.1Dy0.025)AG石榴石基荧光颗粒。本发明所制备的荧光粉荧光性能优异，有望成为新一代荧光材料而广泛应用于照明显示等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于照明及显示等领域的荧光粉及制备方法。
背景技术
石榴石基荧光材料作为无机发光材料的一个重要分支，近年得到了长足发展，尤其是关于钇铝石榴石(YAG)体系的荧光材料逐步成熟，而广泛应用于LED照明及显示、医疗成像等领域。然而随着制备技术的发展以及科技的进步，传统的YAG系荧光材料已逐渐不能满足人们的需求。
目前所用YAG系荧光材料(如YAG:Tb3+)存在诸多问题，如能量转换效率较低、颗粒粒度分布不均、理论密度较低等。此类问题限制了该类荧光粉在照明显示等领域的发展。因此，开发一种新的荧光材料具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种(Gd0.9-xTb0.1Dyx)AG(x=0.025)荧光粉，该荧光粉较传统YAG系荧光粉具有明显优势：a)Gd与Tb和Dy在元素周期表中位置相邻，+3价离子半径相差不大，这使得Tb3+和Dy3+取代Gd3+格位所产生的晶格畸变小，有效减少晶格缺陷的产生，从而最大限度提高了发光强度；b)Dy3+的离子半径小于Tb3+且均小于Gd3+，10%Tb3+掺杂GdAG可获得石榴石纯相，在此基础上继续掺杂Dy3+会提高石榴石相稳定性；c)在Gd3+敏化Tb3+的基础上，掺杂Dy3+进一步增强Tb3+的绿光发射，从而提高荧光性能；d)Gd(157)、 Tb(159)、Dy(162)的原子量接近且均远高于Y(89)，使得该系新型荧光材料具有更高的理论密度，从而能够有效提高其辐射阻止力度，更适宜用于闪烁体材料。
为实现上述目的，本发明采取以下方案：
一种Dy3+掺杂增强Tb3+发射荧光粉，制备方法包括以下步骤：
(1)将粉状稀土氧化物(Gd2O3、Tb4O7和Dy2O3)溶于适量硝酸溶液中，加热溶解并去除过量的硝酸，配成稀土硝酸盐溶液；
(2)按(Gd0.9-xTb0.1Dyx)3Al5O12化学计量比，量取稀土硝酸盐、Al(NO3)3溶液进行混合，加入去离子水配成体积为100mL的溶液，搅拌30min，使母盐溶液混合均匀；
(3)称取适量NH4HCO3溶于去离子水，置于恒温水浴锅中，调节温度为25℃进行搅拌，直至NH4HCO3溶解；
(4)将步骤(2)所得混合液注入梨形漏斗中，在室温下将母盐溶液以5mL/min的速度滴入NH4HCO3沉淀剂溶液中，反应得到悬浊液，滴定结束后搅拌30min进行时效处理；
(5)将步骤(4)所得悬浊液经离心、清洗、干燥得到白色前驱体粉末；
(6)将步骤(5)所得前驱体粉末经600℃煅烧4h并在Ar/H2气氛下煅烧至1500℃并保温2h，最终获得(Gd0.9-xTb0.1Dyx)AG荧光粉。
附图说明
图1 经1500℃煅烧所得(Gd0.9-xTb0.1Dyx)AG(x=0, 0.025)荧光粉XRD图谱。
图2 经1500℃煅烧所得(Gd0.9-xTb0.1Dyx)AG(x=0.025)荧光粉在275nm激发下的发射光谱；内嵌图为548nm荧光强度随Dy含量x的变化曲线。
下面通过具体的实例对比，进一步阐述本发明。
最佳例
一种Dy3+掺杂增强Tb3+发射荧光粉，制备方法如下：
所用原料：Gd2O3(99.99%)，Tb4O7(99.99%)，Dy2O3(99.99%)，Al(NO3)3·9H2O(99.0%)，NH4HCO3(99.0%)，硝酸(HNO3，68%)；
(1)将粉状Gd2O3、Tb4O7和Dy2O3分别溶于热硝酸中，去除过量HNO3配成稀土硝酸盐溶液；
(2)按(Gd0.9-xTb0.1Dyx)3Al5O12(x=0.025)化学计量比量取稀土硝酸盐、Al(NO3)3溶液，加入去离子水配成体积为100mL的溶液，搅拌30min，使母盐溶液均匀混合；
(3)称取适量NH4HCO3溶于去离子水，置于恒温水浴锅中，调节温度为25℃进行搅拌，直至NH4HCO3溶解；
(4)将步骤(2)所得混合液注入梨形漏斗中，在室温下将母盐溶液以5mL/min的速度滴入NH4HCO3溶液中，经反应得到悬浊液，待滴定结束后对悬浊液继续搅拌进行时效处理，时间为30min；
(5)将步骤(4)所得悬浊液经离心、清洗、干燥获得白色前驱体粉末；
(6)将步骤(5)所得前驱体粉末经600℃煅烧4h并在Ar/H2气氛下煅烧至1500℃并保温2h，最终获得(Gd0.9-xTb0.1Dyx)AG(x=0.025)荧光粉。
实施例2
一种Dy3+掺杂增强Tb3+发射荧光粉，制备方法如下：
所用原料：Gd2O3(99.99%)，Tb4O7(99.99%)，Dy2O3(99.99%)，Al(NO3)3·9H2O(99.0%)，NH4HCO3(99.0%)，硝酸(HNO3，68%)；
(1)将粉状Gd2O3、Tb4O7和Dy2O3分别溶于热硝酸中，去除过量HNO3配成稀土硝酸盐溶液；
(2)按(Gd0.9-xTb0.1Dyx)3Al5O12(x=0)化学计量比量取稀土硝酸盐、Al(NO3)3溶液，加入去离子水配成体积为100mL的溶液，搅拌30min，使母盐溶液均匀混合；
(3)称取适量NH4HCO3溶于去离子水，置于恒温水浴锅中，调节温度为25℃进行搅拌，直至NH4HCO3溶解；
(4)将步骤(2)所得混合液注入梨形漏斗中，在室温下将母盐溶液以5mL/min的速度滴入NH4HCO3溶液中，经反应得到悬浊液，待滴定结束后对悬浊液继续搅拌进行时效处理，时间为30min；
(5)将步骤(4)所得悬浊液经离心、清洗、干燥获得白色前驱体粉末；
(6)将步骤(5)所得前驱体粉末经600℃煅烧4h并在Ar/H2气氛下煅烧至1500℃并保温2h，最终获得(Gd0.9-xTb0.1Dyx)AG(x=0)荧光粉。
实施例3
一种Dy3+掺杂增强Tb3+发射荧光粉，制备方法如下：
所用原料：Gd2O3(99.99%)，Tb4O7(99.99%)，Dy2O3(99.99%)，Al(NO3)3·9H2O(99.0%)，NH4HCO3(99.0%)，硝酸(HNO3，68%)；
(1)将粉状Gd2O3、Tb4O7和Dy2O3分别溶于热硝酸中，去除过量HNO3配成稀土硝酸盐溶液；
(2)按(Gd0.9-xTb0.1Dyx)3Al5O12(x=0.01)化学计量比量取稀土硝酸盐、Al(NO3)3溶液，加入去离子水配成体积为100mL的溶液，搅拌30min，使母盐溶液均匀混合；
(3)称取适量NH4HCO3溶于去离子水，置于恒温水浴锅中，调节温度为25℃进行搅拌，直至NH4HCO3溶解；
(4)将步骤(2)所得混合液注入梨形漏斗中，在室温下将母盐溶液以5mL/min的速度滴入NH4HCO3溶液中，经反应得到悬浊液，待滴定结束后对悬浊液继续搅拌进行时效处理，时间为30min；
(5)将步骤(4)所得悬浊液经离心、清洗、干燥获得白色前驱体粉末；
(6)将步骤(5)所得前驱体粉末经600℃煅烧4h并在Ar/H2气氛下煅烧至1500℃并保温2h，最终获得(Gd0.9-xTb0.1Dyx)AG(x=0.001)荧光粉。
实施例4
一种Dy3+掺杂增强Tb3+发射荧光粉，制备方法如下：
所用原料：Gd2O3(99.99%)，Tb4O7(99.99%)，Dy2O3(99.99%)，Al(NO3)3·9H2O(99.0%)，NH4HCO3(99.0%)，硝酸(HNO3，68%)；
(1)将粉状Gd2O3、Tb4O7和Dy2O3分别溶于热硝酸中，去除过量HNO3配成稀土硝酸盐溶液；
(2)按(Gd0.9-xTb0.1Dyx)3Al5O12(x=0.02)化学计量比量取稀土硝酸盐、Al(NO3)3溶液，加入去离子水配成体积为100mL的溶液，搅拌30min，使母盐溶液均匀混合；
(3)称取适量NH4HCO3溶于去离子水，置于恒温水浴锅中，调节温度为25℃进行搅拌，直至NH4HCO3溶解；
(4)将步骤(2)所得混合液注入梨形漏斗中，在室温下将母盐溶液以5mL/min的速度滴入NH4HCO3溶液中，经反应得到悬浊液，待滴定结束后对悬浊液继续搅拌进行时效处理，时间为30min；
(5)将步骤(4)所得悬浊液经离心、清洗、干燥获得白色前驱体粉末；
(6)将步骤(5)所得前驱体粉末经600℃煅烧4h并在Ar/H2气氛下煅烧至1500℃并保温2h，最终获得(Gd0.9-xTb0.1Dyx)AG(x=0.02)荧光粉。
实施例5
一种Dy3+掺杂增强Tb3+发射荧光粉，制备方法如下：
所用原料：Gd2O3(99.99%)，Tb4O7(99.99%)，Dy2O3(99.99%)，Al(NO3)3·9H2O(99.0%)，NH4HCO3(99.0%)，硝酸(HNO3，68%)；
(1)将粉状Gd2O3、Tb4O7和Dy2O3分别溶于热硝酸中，去除过量HNO3配成稀土硝酸盐溶液；
(2)按(Gd0.9-xTb0.1Dyx)3Al5O12(x=0.03)化学计量比量取稀土硝酸盐、Al(NO3)3溶液，加入去离子水配成体积为100mL的溶液，搅拌30min，使母盐溶液均匀混合；
(3)称取适量NH4HCO3溶于去离子水，置于恒温水浴锅中，调节温度为25℃进行搅拌，直至NH4HCO3溶解；
(4)将步骤(2)所得混合液注入梨形漏斗中，在室温下将母盐溶液以5mL/min的速度滴入NH4HCO3溶液中，经反应得到悬浊液，待滴定结束后对悬浊液继续搅拌进行时效处理，时间为30min；
(5)将步骤(4)所得悬浊液经离心、清洗、干燥获得白色前驱体粉末；
(6)将步骤(5)所得前驱体粉末经600℃煅烧4h并在Ar/H2气氛下煅烧至1500℃并保温2h，最终获得(Gd0.9-xTb0.1Dyx)AG(x=0.03)荧光粉。
实施例6
一种Dy3+掺杂增强Tb3+发射荧光粉，制备方法如下：
所用原料：Gd2O3(99.99%)，Tb4O7(99.99%)，Dy2O3(99.99%)，Al(NO3)3·9H2O(99.0%)，NH4HCO3(99.0%)，硝酸(HNO3，68%)；
(1)将粉状Gd2O3、Tb4O7和Dy2O3分别溶于热硝酸中，去除过量HNO3配成稀土硝酸盐溶液；
(2)按(Gd0.9-xTb0.1Dyx)3Al5O12(x=0.04)化学计量比量取稀土硝酸盐、Al(NO3)3溶液，加入去离子水配成体积为100mL的溶液，搅拌30min，使母盐溶液均匀混合；
(3)称取适量NH4HCO3溶于去离子水，置于恒温水浴锅中，调节温度为25℃进行搅拌，直至NH4HCO3溶解；
(4)将步骤(2)所得混合液注入梨形漏斗中，在室温下将母盐溶液以5mL/min的速度滴入NH4HCO3溶液中，经反应得到悬浊液，待滴定结束后对悬浊液继续搅拌进行时效处理，时间为30min；
(5)将步骤(4)所得悬浊液经离心、清洗、干燥获得白色前驱体粉末；
(6)将步骤(5)所得前驱体粉末经600℃煅烧4h并在Ar/H2气氛下煅烧至1500℃并保温2h，最终获得(Gd0.9-xTb0.1Dyx)AG(x=0.04)荧光粉。
实施例7
一种Dy3+掺杂增强Tb3+发射荧光粉，制备方法如下：
所用原料：Gd2O3(99.99%)，Tb4O7(99.99%)，Dy2O3(99.99%)，Al(NO3)3·9H2O(99.0%)，NH4HCO3(99.0%)，硝酸(HNO3，68%)；
(1)将粉状Gd2O3、Tb4O7和Dy2O3分别溶于热硝酸中，去除过量HNO3配成稀土硝酸盐溶液；
(2)按(Gd0.9-xTb0.1Dyx)3Al5O12(x=0.05)化学计量比量取稀土硝酸盐、Al(NO3)3溶液，加入去离子水配成体积为100mL的溶液，搅拌30min，使母盐溶液均匀混合；
(3)称取适量NH4HCO3溶于去离子水，置于恒温水浴锅中，调节温度为25℃进行搅拌，直至NH4HCO3溶解；
(4)将步骤(2)所得混合液注入梨形漏斗中，在室温下将母盐溶液以5mL/min的速度滴入NH4HCO3溶液中，经反应得到悬浊液，待滴定结束后对悬浊液继续搅拌进行时效处理，时间为30min；
(5)将步骤(4)所得悬浊液经离心、清洗、干燥获得白色前驱体粉末；
(6)将步骤(5)所得前驱体粉末经600℃煅烧4h并在Ar/H2气氛下煅烧至1500℃并保温2h，最终获得(Gd0.9-xTb0.1Dyx)AG(x=0.05)荧光粉。
图1为经1500℃煅烧所得(Gd0.9-xTb0.1Dyx)AG(x=0, 0.025)绿色荧光粉XRD图谱。由图可知，在1500℃煅烧下，10%Tb3+(x=0)掺杂可实现GdAG晶格的稳定化，得到石榴石纯相；在此基础上，掺杂2.5%的Dy3+(x=0.025)所得荧光粉仍为石榴石相，且其峰形相比于单掺10%Tb3+而言更为尖锐，这是由于Dy3+的半径小于Tb3+且均小于Gd3+，Tb3+和Dy3+的共掺杂提高了石榴石相的稳定性，因此Tb3+/Dy3+共掺杂所制备荧光粉结晶性更好。
图2为经1500℃煅烧所得(Gd0.9-xTb0.1Dyx)AG(x=0.025)绿色荧光粉的发射光谱。在275nm激发下，发射光谱出现一系列发射峰，分别位于~548nm处的5D4→7F5跃迁(绿光)、~496nm处的5D4→7F6跃迁(蓝光)及590nm处的5D4→7F4跃迁和626nm处的5D4→7F3跃迁(红光)。图2的内嵌图为(Gd0.9-xTb0.1Dyx)AG在548nm处发射强度随Dy含量的变化。由图可知，随着Dy含量的增加，荧光强度增大且高于(Gd0.9Tb0.1)AG的发光强度，这证明了Dy3+、Tb3+之间存在能量传递效应；当Dy含量为2.5%(x=0.025)时荧光强度达到最高，之后随x值的增大荧光强度减弱，这是由于Dy3+掺量的增加，发生浓度猝灭效应，荧光强度减弱。
Claims (1)
1.一种Dy3+掺杂增强Tb3+发射荧光粉，其特征在于包括化学组成式为(Gd0.9-x Tb0.1Dy x )3Al5O12的组分， x取值为0.025，其中发光基质材料为10 at.% Tb3+掺杂的Gd3Al5O12。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510599491.0A CN105199733B (zh) | 2015-09-21 | 2015-09-21 | 一种Dy3+掺杂增强Tb3+发射荧光粉 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510599491.0A CN105199733B (zh) | 2015-09-21 | 2015-09-21 | 一种Dy3+掺杂增强Tb3+发射荧光粉 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105199733A CN105199733A (zh) | 2015-12-30 |
| CN105199733B true CN105199733B (zh) | 2017-08-15 |
Family
ID=54947698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510599491.0A Active CN105199733B (zh) | 2015-09-21 | 2015-09-21 | 一种Dy3+掺杂增强Tb3+发射荧光粉 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105199733B (zh) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103936420B (zh) * | 2014-04-17 | 2016-04-20 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 化学共沉淀法制备偏离化学计量比石榴石相闪烁体粉体的方法 |
-
2015
- 2015-09-21 CN CN201510599491.0A patent/CN105199733B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105199733A (zh) | 2015-12-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101113333B (zh) | 铈激活的钇铝石榴石荧光粉的制备方法 | |
| CN106544025B (zh) | 一种稀土掺杂的硫氧化钆荧光粉的制备方法 | |
| CN103275720B (zh) | 一种钠镧钒酸盐基发光材料、制备方法及其应用 | |
| CN106520121A (zh) | 稀土掺杂硫氧化钆和含氧硫酸钆上转换荧光粉的制备方法 | |
| Jinglei et al. | Synthesis of LiEu1-xBix (MoO4) 2 red phosphors by sol-gel method and their luminescent properties | |
| CN107400510A (zh) | 一种植物生长灯用高光效稀土离子铽铕双掺杂磷酸铋红色荧光粉及其制备方法 | |
| Balaji et al. | Sol–gel synthesis and luminescent properties of Eu3+: CsGd (WO4) 2 red emitting phosphors | |
| CN111170740A (zh) | 一种无热猝灭的高效红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN101831292A (zh) | 一种铝酸锶发光材料及其可控合成方法 | |
| CN105038785A (zh) | 一种(SrxCay)0.97TiO3：Eu3+0.03荧光粉及其制备方法 | |
| CN105112054B (zh) | 一种Tb3+掺杂钆铝石榴石新型荧光粉 | |
| CN103666472A (zh) | 一种提高合成YAG:Ce荧光粉发光强度和稳定性的方法 | |
| CN105199733B (zh) | 一种Dy3+掺杂增强Tb3+发射荧光粉 | |
| CN107312537B (zh) | 一种稀土硼钨酸盐荧光粉及其制备方法和应用 | |
| CN102925142B (zh) | 一种制备三元硫化物和四元硫氧化物荧光粉的方法 | |
| CN104263367B (zh) | 一种掺杂稀土元素Eu、Sm的混合碱土金属钨酸盐发光材料及其合成方法 | |
| CN108559504A (zh) | 一种高灵敏度荧光测温材料及其制备方法 | |
| CN104388081A (zh) | 一种稀土元素价态控制掺杂铝酸盐的合成方法及其产品 | |
| CN106010528A (zh) | 一种铋、锰掺杂的蓝色荧光粉及其制备方法和应用 | |
| CN105238400A (zh) | 一种新型单分散球形稀土氧化物荧光粉及其制备方法 | |
| CN102061168A (zh) | 一种提高掺铕氧化钇红色荧光粉发光亮度的方法 | |
| CN110041933A (zh) | 一种Bi3+掺杂增强Ce3+黄光发射的荧光粉 | |
| CN106833641B (zh) | 一种形貌、尺寸可控的黄色荧光粉及其制备方法 | |
| CN109777422A (zh) | 适用于紫光激发的蓝色荧光粉及其制备方法和发光装置 | |
| CN103725283A (zh) | 一种硅酸盐橙红色荧光粉的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Li Jinkai Inventor after: Liu Zongming Inventor after: Teng Xin Inventor after: Duan Guangbin Inventor before: Teng Xin Inventor before: Liu Zongming Inventor before: Li Jinkai Inventor before: Duan Guangbin Inventor before: Hou Qingyue |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information |