CN105271729B - 一种发红光玻璃及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发红光玻璃,由多孔玻璃、红光荧光组合物和NaYF4:Yb3+,Er3+@SiO2荧光粉组成,其中,该红光荧光组合物占多孔玻璃总质量的0.01~1%,NaYF4:Yb3+,Er3+荧光粉占多孔玻璃总质量的0.01~1%,所述红光荧光组合物为YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4:Eu3+,Bi3+@SiO2。本发明还公开了一种发红光玻璃的制备方法。该发红光玻璃具有转光效率高、转光光谱宽、发光强度高的效果,且红光荧光组合物和NaYF4:Yb3+,Er3+@SiO2纳米荧光粉在发红光玻璃中均匀分布且分散性较好,可实现玻璃的均匀性发光。
Description
技术领域
本发明涉及一种发红光玻璃及其制造方法。
背景技术
目前,在发光玻璃中,其发光离子的发光效率远低于晶体材料,主要是由于高温熔融制备玻璃过程中,容易自发形成群集产生浓度消光。现有技术中,有通过将多孔玻璃浸泡在稀土离子中,再进行固相烧结以形成分散性好的发光玻璃,但其吸收的波段有限,且发光效率还有待提高,限制了其应用。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足,本发明提供了一种发红光玻璃及其制造方法,该发红光玻璃具有转光效率高、转光光谱宽、发光强度高的效果,且红光荧光组合物和NaYF4:Yb3+, Er3+@SiO2纳米荧光粉在发红光玻璃中均匀分布且分散性较好。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现:
一种发红光玻璃,由多孔玻璃、红光荧光组合物和NaYF4:Yb3+, Er3+@SiO2荧光粉组成,其中,该红光荧光组合物占多孔玻璃总质量的0.01~1%,NaYF4:Yb3+, Er3+荧光粉占多孔玻璃总质量的0.01~1%,所述红光荧光组合物为YVO4: Eu3+,Sr2+@YVO4: Eu3+,Bi3+@SiO2。
一种发红光玻璃的制造方法,包括以下步骤:将多孔玻璃分别浸泡在红光荧光组合物和NaYF4:Yb3+, Er3+@SiO2荧光粉分散溶液后;在氧气环境下进行1100℃烧结30~60min,随炉冷却制得高硅氧发红光玻璃;该红光荧光组合物占多孔玻璃总质量的0.01~1%,NaYF4:Yb3+, Er3+@SiO2荧光粉占多孔玻璃总质量的0.01~1%,所述红光荧光组合物为YVO4: Eu3+,Sr2+@YVO4: Eu3+,Bi3+@SiO2。
本发明具有如下有益效果:本发红光玻璃具有转光效率高、转光光谱宽、发光强度高的效果,特别是使用双转光荧光粉了,能够更好吸收不同波段的光谱,进一步提高转光光谱;同时红光荧光组合物和NaYF4:Yb3+, Er3+@SiO2纳米荧光粉在发红光玻璃中均匀分布且分散性较好,有利于提高发光强度,进一步降低集群造成消光的可能性。
附图说明
图1表示由得到的不同荧光粉的粒径分布的测定数据的图,其中,1-1为实施例1中步骤一的步骤(三)所制得YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4:Eu3+,Bi3+核壳荧光粉的粒径分布数据图;1-2为实施例1中步骤一的步骤(四)所制得YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4:Eu3+,Bi3+@ SiO2红光荧光组合物的粒径分布数据图; 1-3为所制得NaYF4:Yb3+, Er3+@SiO2纳米荧光粉的粒径分布数据图;
图2表示实施例1至6和对比例1至3制得的发光玻璃620nm监控波长的激发光谱和365nm激发波长的发射光谱;其中2-1至2-9分别表示实施例1至实施例6及对比例1至3所对应的光谱图;
图3表示所制得NaYF4:Yb3+, Er3+@SiO2纳米荧光粉在980nm激发波长的发射光谱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1
一种高硅氧发红光玻璃,由以下重量份的原料组成:100份多孔玻璃及0.25份的红光荧光组合物,所述红光荧光组合物为YVO4: Eu3+,Sr2+@YVO4: Eu3+,Bi3+@SiO2。
一种高硅氧发红光玻璃的制造方法,具体包括如下步骤:
一、制备红光荧光组合物
(一)制备YVO4:Eu3+,Sr2+纳米荧光粉
(1)将1.2mmol Na3VO4·12H2O 溶解在含有5ml 乙二醇和2ml蒸馏水的混合溶液中;(2)将上述溶液边超声搅拌(80KHz超声震动和300r/min离心速度搅拌)下边逐滴滴入含有1.5mmol一定配比的Y(NO3)3·6H2O, Eu(NO3)3, Sr(NO3)2(0.9:0.03:0.07)的8 ml乙二醇溶液中,再超声搅拌(80KHz超声震动和300r/min离心速度搅拌)10min至溶液澄清,加入20ml蒸馏水;(3)将反应溶液倒入容积为50 ml的聚四氟乙烯内衬高压反应釜内,在真空环境下,200oC下保温反应1h,降至150oC下保温反应1h,反应结束后,冷却至室温。将所得悬浮液倒出,离心并用丙酮清洗3次获得白色沉淀;(4)将该沉淀在90oC下干燥5h,得到平均粒径10~15nm的Y0.9VO4:Eu3+ 0.03, Sr2+ 0.07纳米荧光粉;(5)对Y0.9VO4:Eu3+ 0.03, Sr2+ 0.07纳米荧光粉进行500℃真空热处理1h(快速升温,优选当温度达到500℃时再将荧光粉处于该退火温度下进行热处理),获得热处理后平均粒径20~30nm的Y0.9VO4:Eu3+ 0.03, Sr2+ 0.07纳米荧光粉。
(二)制备YVO4:Eu3+,Bi3+纳米荧光粉
(1)将1.2mmol Na3VO4·12H2O 溶解在含有5ml 乙二醇和2ml蒸馏水的混合溶液中;(2)将上述溶液边超声搅拌(80KHz超声震动和300r/min离心速度搅拌)边逐滴滴入含有1.5mmol一定配比的Y(NO3)3·6H2O, Eu(NO3)3, Bi(NO3)3(0.87:0.03:0.1)的8 ml乙二醇溶液中,再超声搅拌(80KHz超声震动和300r/min离心速度搅拌)10min至溶液澄清,加入20ml蒸馏水;(3)将反应溶液倒入容积为50 ml的聚四氟乙烯内衬高压反应釜内,在真空环境下,180oC下保温反应1.5h,反应结束后,冷却至室温。将所得悬浮液倒出,离心并用丙酮清洗3次获得白色沉淀;(4)将该沉淀在90oC下干燥5h,得到平均粒径约10nm的Y0.87VO4:Eu3+ 0.03,Bi3+ 0.1纳米荧光粉。
(三)制备YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4:Eu3+,Bi3+核壳荧光粉
(1)预分散:称取0.1g热处理的YVO4:Eu3+,Sr2+纳米荧光粉置于10ml乙醇中,并进行超声搅拌(100KHz超声震动和1000r/min离心速度搅拌)分散30min,制得溶液A;称取0.008gYVO4:Eu3+,Bi3+纳米荧光粉置于10ml乙醇中,并进行超声搅拌(80KHz超声震动和1000r/min离心速度搅拌)分散15min,制得溶液B;(2)边超声搅拌(60KHz超声震动和500r/min离心速度搅拌)溶液A,边逐滴滴入溶液B;继续超声搅拌(50KHz超声震动和100r/min离心速度搅拌)5min再静置5min,离心并用丙酮清洗3次获得白色沉淀;(4)将该沉淀在90oC下干燥5h,得到平均粒径40~60nm的YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4:Eu3+,Bi3+核壳荧光粉,其粒径分布如图1中的1-1所示。
(四)制备YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4:Eu3+,Bi3+@SiO2红光荧光组合物
(1)将核壳荧光粉超声搅拌(100KHz超声震动和1000r/min离心速度搅拌)分散于乙醇中,制得溶液C;之后加入一定比例的(4:1)水和氨水,搅拌均匀后加入正硅酸乙酯与核壳荧光粉的质量比为 1.5:1,调节pH值为9,反应温度为20℃,反应5小时;进行离心并用丙酮清洗3次获得白色沉淀;将该沉淀在90oC下干燥5h,以得到包覆有SiO2的核壳荧光粉;(2)将该包覆有SiO2的核壳荧光粉置于氩气气氛下进行800℃热处理1h,获得平均粒径70~100nm红光荧光组合物,其粒径分布如图1中的1-2所示。
二、按比例将红光荧光组合物置于乙醇溶液中,超声搅拌(100KHz超声震动和1000r/min离心速度搅拌)分散30min,制得分散溶液D;按比例将多孔玻璃浸泡在上述分散溶液A中30min,继续超声搅拌(50KHz超声震动和100r/min离心速度搅拌)5min再静置25min;用去离子水清洗数次,去除未吸附在多孔玻璃上的多余粉末;在氧气环境下进行1100℃烧结30~60min,随炉冷却制得高硅氧发红光玻璃。
实施例2
一种高硅氧发红光玻璃,由以下重量份的原料组成:100份多孔玻璃及0.01份的红光荧光组合物,所述红光荧光组合物为YVO4: Eu3+,Sr2+@YVO4: Eu3+,Bi3+@SiO2。该发红光玻璃制造方法同实施例1。
实施例3
一种高硅氧发红光玻璃,由以下重量份的原料组成:100份多孔玻璃及1份的红光荧光组合物,所述红光荧光组合物为YVO4: Eu3+,Sr2+@YVO4: Eu3+,Bi3+@SiO2。该发红光玻璃制造方法同实施例1。
实施例4
基于实施例1的基础上,将步骤一中的步骤(三)的YVO4: Eu3+,Sr2+与YVO4: Eu3+,Bi3+的重量比改为1:0.5,其余与实施例1相同。
实施例5
基于实施例1的基础上,将步骤一中的步骤(三)的YVO4: Eu3+,Sr2+与YVO4: Eu3+,Bi3+的重量比改为1:0.001,其余与实施例1相同。
实施例6
一种高硅氧发红光玻璃,由以下重量份的原料组成:100份多孔玻璃及0.25份的红光荧光组合物,所述红光荧光组合物为YVO4: Eu3+,Sr2+@YVO4: Eu3+,Bi3+@SiO2。
一种高硅氧发红光玻璃的制造方法,具体包括如下步骤:
一、制备红光荧光组合物
(一)制备YVO4:Eu3+,Sr2+纳米荧光粉
(1)将1.2mmol Na3VO4·12H2O 溶解在含有5ml 乙二醇和2ml蒸馏水的混合溶液中;(2)将上述溶液边超声搅拌(80KHz超声震动和300r/min离心速度搅拌)下边逐滴滴入含有1.5mmol一定配比的Y(NO3)3·6H2O, Eu(NO3)3, Sr(NO3)2(0.9:0.03:0.07)的8 ml乙二醇溶液中,再超声搅拌(80KHz超声震动和300r/min离心速度搅拌)10min至溶液澄清,加入20ml蒸馏水;(3)将反应溶液倒入容积为50 ml的聚四氟乙烯内衬高压反应釜内,在真空环境下,200oC下保温反应1h,降至150oC下保温反应1h,反应结束后,冷却至室温。将所得悬浮液倒出,离心并用丙酮清洗3次获得白色沉淀;(4)将该沉淀在90oC下干燥5h,得到平均粒径10~15nm的Y0.9VO4:Eu3+ 0.03, Sr2+ 0.07纳米荧光粉;(5)对Y0.9VO4:Eu3+ 0.03, Sr2+ 0.07纳米荧光粉进行500℃真空热处理1h(快速升温,优选当温度达到500℃时再将荧光粉处于该退火温度下进行热处理),获得热处理后平均粒径20~30nm的Y0.9VO4:Eu3+ 0.03, Sr2+ 0.07纳米荧光粉。
(二)制备YVO4:Bi3+纳米荧光粉
(1)将1.2mmol Na3VO4·12H2O 溶解在含有5ml 乙二醇和2ml蒸馏水的混合溶液中;(2)将上述溶液边超声搅拌(80KHz超声震动和300r/min离心速度搅拌)边逐滴滴入含有1.5mmol一定配比的Y(NO3)3·6H2O, Bi(NO3)3(0.87:0.1)的8 ml乙二醇溶液中,再超声搅拌(80KHz超声震动和300r/min离心速度搅拌)10min至溶液澄清,加入20ml蒸馏水;(3)将反应溶液倒入容积为50 ml的聚四氟乙烯内衬高压反应釜内,在真空环境下,180oC下保温反应1.5h,反应结束后,冷却至室温。将所得悬浮液倒出,离心并用丙酮清洗3次获得白色沉淀;(4)将该沉淀在90oC下干燥5h,得到平均粒径约10nm的Y0.87VO4:Bi3+ 0.1纳米荧光粉。
(三)制备YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4:Bi3+核壳荧光粉
(1)预分散:称取0.1g热处理的YVO4:Eu3+,Sr2+纳米荧光粉置于10ml乙醇中,并进行超声搅拌(100KHz超声震动和1000r/min离心速度搅拌)分散30min,制得溶液A;称取0.008gYVO4:Bi3+纳米荧光粉置于10ml乙醇中,并进行超声搅拌(80KHz超声震动和1000r/min离心速度搅拌)分散15min,制得溶液B1;(2)边超声搅拌(60KHz超声震动和500r/min离心速度搅拌)溶液A,边逐滴滴入溶液B1;继续超声搅拌(50KHz超声震动和100r/min离心速度搅拌)5min再静置5min,离心并用丙酮清洗3次获得白色沉淀;(4)将该沉淀在90oC下干燥5h,得到平均粒径40~60nm的YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4:Bi3+核壳荧光粉。
(四)制备YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4: Eu3+,Bi3+核壳荧光粉
(1)将0.05 mmol Eu(NO3)3·6H2O超声分散在15 ml 无水乙醇溶液中,将步骤三制得的YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4:Bi3+核壳荧光粉前驱体分散在上述溶液中;(2)超声搅拌60min后(60KHz超声震动和500r/min离心速度搅拌),将反应溶液静置24h,使得离子交换过程得以充分进行。其中,Eu(NO3)3·6H2O的量可是根据化学式Y(0.9-x)VO4: Eu3+ (x), Bi3+ (0.1)确定的,优选稍微过量。反应结束后,离心,并用无水乙醇和蒸馏水洗涤3次获得白色沉淀。最后,在90oC下干燥5h,得到YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4: Eu3+,Bi3+核壳荧光粉。
(五)制备YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4:Eu3+,Bi3+@SiO2红光荧光组合物
(1)将核壳荧光粉超声搅拌(100KHz超声震动和1000r/min离心速度搅拌)分散于乙醇中,制得溶液C;之后加入一定比例的(4:1)水和氨水,搅拌均匀后加入正硅酸乙酯与核壳荧光粉的质量比为 1.5:1,调节pH值为9,反应温度为20℃,反应5小时;进行离心并用丙酮清洗3次获得白色沉淀;将该沉淀在90oC下干燥5h,以得到包覆有SiO2的核壳荧光粉;(2)将该包覆有SiO2的核壳荧光粉置于氩气气氛下进行800℃热处理1h,获得平均粒径70~100nm红光荧光组合物。
二、按比例将红光荧光组合物置于乙醇溶液中,超声搅拌(100KHz超声震动和1000r/min离心速度搅拌)分散30min,制得分散溶液D;按比例将多孔玻璃浸泡在上述分散溶液D中30min,继续超声搅拌(50KHz超声震动和100r/min离心速度搅拌)5min再静置25min;用去离子水清洗数次,去除未吸附在多孔玻璃上的多余粉末;在氧气环境下进行1100℃烧结30~60min,随炉冷却制得高硅氧发红光玻璃。
实施例7
一种高硅氧发红光玻璃,由以下重量份的原料组成:100份多孔玻璃、0.25份的红光荧光组合物及0.2份NaYF4:Yb3+, Er3+荧光粉,所述红光荧光组合物为YVO4: Eu3+,Sr2+@YVO4: Eu3+,Bi3+@SiO2。
实施例8
一种高硅氧发红光玻璃,由以下重量份的原料组成:100份多孔玻璃、0.25份的红光荧光组合物及0.01份NaYF4:Yb3+, Er3+荧光粉,所述红光荧光组合物为YVO4: Eu3+,Sr2+@YVO4: Eu3+,Bi3+@SiO2。
实施例9
一种高硅氧发红光玻璃,由以下重量份的原料组成:100份多孔玻璃、0.25份的红光荧光组合物及1份NaYF4:Yb3+, Er3+荧光粉,所述红光荧光组合物为YVO4: Eu3+,Sr2+@YVO4:Eu3+,Bi3+@SiO2。
实施例7至9的高硅氧发红光玻璃的制造方法,具体包括如下步骤:
一、如实施例1中步骤一的制备方法制得红光荧光组合物;
二、制备NaYF4:Yb3+, Er3+@SiO2荧光粉的方法如下:
(1)称取1.8 mmol Y(NO3)3·6H2O、0.17 mmol Yb(NO3)3·5H2O、0.1 mmol Er(NO3)3·5H2O,与2 mmol NaNO3混合并充分溶解于15 ml乙二醇中形成溶液E;将8mmolNH4F充分溶解于15 ml乙二醇中形成溶液F;分别超声搅拌(80KHz超声震动和300r/min离心速度搅拌)溶液E、F 30min,两溶液混合后在继续超声搅拌(80KHz超声震动和300r/min离心速度搅拌)30min;将混合溶液倒入容积为50ml的聚四氟乙烯内衬高压反应釜内,在真空环境下,180oC下保温反应12h,降至150oC下保温反应4h,反应结束后,冷却至室温。将所得悬浮液倒出,离心并用蒸馏水和无水乙醇依次清洗3次获得荧光粉;将该沉淀在80oC下干燥5h,得到平均粒径30~60nm的NaYF4:Yb3+, Er3+纳米荧光粉;
(2)将0.3g上述制得的纳米NaYF4:Yb3+, Er3+荧光粉粉末超声搅拌30min(100KHz超声震动和1000r/min离心速度搅拌)分散于40ml无水乙醇和10ml蒸馏水;将2 ml质量分数为28 %的氨水和0.3 ml的正硅酸乙酯TEOS加入上述分散溶液中,在20℃下充分搅拌4 h,制得NaYF4:Yb3+, Er3+@SiO2粉末;进行离心并用蒸馏水和无水乙醇清洗3次获得白色沉淀;将该沉淀在90oC下干燥5h,以得到包覆有SiO2的NaYF4:Yb3+, Er3+核壳荧光粉;将该NaYF4:Yb3+,Er3+@SiO2核壳荧光粉置于氩气气氛下进行800℃热处理60min,获得平均粒径55~85nm的NaYF4:Yb3+, Er3+@SiO2纳米荧光粉,其粒径测定如图1所示的1-3,其在980nm激发波长下,发射相应的特征峰,特别是位于655nm的最强峰,如图3所示。
三、按比例将红光荧光组合物置于乙醇溶液中,超声搅拌(100KHz超声震动和1000r/min离心速度搅拌)分散30min,制得分散溶液D;按比例将NaYF4:Yb3+, Er3+@SiO2纳米荧光粉置于乙醇溶液中,超声搅拌(100KHz超声震动和1000r/min离心速度搅拌)分散30min,制得分散溶液G;按比例将各半多孔玻璃浸泡在上述分散溶液D、G中30min,继续超声搅拌(50KHz超声震动和100r/min离心速度搅拌)5min再静置25min;用去离子水清洗数次,去除未吸附在多孔玻璃上的多余粉末;混合两种多孔玻璃,在氧气环境下进行1100℃烧结30~60min,随炉冷却制得高硅氧发红光玻璃。
对比例1
本实施例与实施例1的不同之处在于:红光荧光组合物的制备方法,其余与实施例1相同。本实施例的红光荧光组合物的制备方法如下:
(一)制备YVO4: Eu3+,Sr2+纳米荧光粉
(1)将1.2mmol Na3VO4·12H2O 溶解在含有5ml 乙二醇和2ml蒸馏水的混合溶液中;(2)将上述溶液边超声搅拌(80KHz超声震动和300r/min离心速度搅拌)下边逐滴滴入含有1.5mmol一定配比的Y(NO3)3·6H2O, Eu(NO3)3, Sr(NO3)2(0.9: 0.03: 0.07)的8 ml乙二醇溶液中,再超声搅拌(80KHz超声震动和300r/min离心速度搅拌)10min至溶液澄清,加入20ml蒸馏水;(3)将反应溶液倒入容积为50 ml的聚四氟乙烯内衬高压反应釜内,在真空环境下,200oC下保温反应1h,降至150oC下保温反应1h,反应结束后,冷却至室温。将所得悬浮液倒出,离心并用丙酮清洗3次获得白色沉淀;(4)将该沉淀在90oC下干燥5h,得到平均粒径10~20nm的Y0.9VO4:Eu3+ 0.03, Sr2+ 0.07纳米荧光粉;(5)对Y0.9VO4:Eu3+ 0.03, Sr2+ 0.07纳米荧光粉进行500℃真空热处理1h(快速升温,优选当温度达到500℃时再将荧光粉处于该退火温度下进行热处理),获得热处理后平均粒径20~30nm的Y0.9VO4:Eu3+ 0.03, Sr2+ 0.07纳米荧光粉。
(二)制备YVO4: Eu3+, Sr2+ @YVO4: Eu3+, Bi3+核壳荧光粉
将第一步所制得的Y0.9VO4: Eu3+ 0.03, Sr2+ 0.07荧光粉(1.6 mmol)分散在10 ml乙二醇溶液,并按照R值(核壳摩尔比,即R=YVO4: Eu3+, Ba2+ /YVO4: Eu3+, Bi3+)计算,将一定摩尔量的Y(NO3)3·6H2O, Eu(NO3)3, Bi(NO3)3·5H2O(摩尔比为0.87: 0.03: 0.1)加入上述溶液中,并超声震荡20 min;(2)1.2 mmol Na3VO4·12H2O 加入含有5 ml 乙二醇和2 ml蒸馏水的混合溶液中,完全溶解后边搅拌边逐滴滴入(1)所得溶液中,搅拌5 min后加入20ml蒸馏水;(3)将所得反应溶液倒入容积为50 ml的聚四氟乙烯内衬高压反应釜内(填充度70%),在200 oC下,保温处理2 h,反应结束后,随炉冷却至室温。将所得悬浮液倒出,离心并用丙酮清洗3次获得白色沉淀;(4)最后将该沉淀在80 oC下干燥8 h,得到YVO4: Eu3+, Sr2+ @YVO4: Eu3+, Bi3+纳米荧光粉。
(三)制备YVO4: Eu3+,Sr2+@YVO4: Eu3+,Bi3+@SiO2红光荧光组合物
(1)将核壳荧光粉超声搅拌(100KHz超声震动和1000r/min离心速度搅拌)分散于乙醇中,制得溶液E;之后加入一定比例的(4:1)水和氨水,搅拌均匀后加入正硅酸乙酯与核壳荧光粉的质量比为 1.5:1,调节pH值为9,反应温度为20℃,反应5小时;进行离心并用丙酮清洗3次获得白色沉淀;将该沉淀在90oC下干燥5h,以得到包覆有SiO2的核壳荧光粉;(2)将该包覆有SiO2的核壳荧光粉置于氩气气氛下进行800℃热处理1h,获得红光荧光组合物。
对比例2
本实施例与实施例1的不同之处在于:红光荧光组合物的制备方法,其余与实施例1相同。本实施例的红光荧光组合物的制备方法如下:基于实施例1的基础上,去掉步骤(三),并在步骤(四)中,将1g热处理的YVO4: Eu3+,Sr2+纳米荧光粉和0.05gYVO4: Eu3+,Bi3+纳米荧光粉混合超声搅拌(100KHz超声震动和1000r/min离心速度搅拌)分散于乙醇中,制得溶液E;剩余的制备步骤与实施例1相同。
对比例3
本实施例与实施例1不同之处在于:所采用的红光荧光组合物为常规方法制得的YVO4: Eu3+纳米荧光粉;剩余的与实施例1相同。
性能测试分析:
将实施例1制得的YVO4: Eu3+,Sr2+@YVO4: Eu3+,Bi3+进行XRD衍射测定,衍射图中所有的布拉格峰位置,相对强度都与YVO4标准卡片(JCPDS 17-0341)相一致,可表征为纯的四方相YVO4晶体结构,未发现其他杂峰。
平均粒度测定:用超声波均质机处理得到的分散液,使用激光衍射式粒度分布测定器(岛津制作所制“SALD-7000”)测定平均粒径,结果如图1所示。
将实施例1至6及对比例1至3的所制得的发红光玻璃进行PL谱测定,结果如图2所示,从图2中可以看出,对比例1红光荧光组合物吸收带有一定的宽化,吸收带的带边向长波长红移,但其在短波长的紫外光区的吸收并不是很强;对比例2红光荧光组合物在短波长紫外光区的吸收相比对比例1较强;对比例3主要吸收短波长紫外光区,且其光转化效率不高;实施例1至6红光荧光组合物吸收带都有一定的宽化,不仅吸收带的带边向长波长红移,同时在其在短波长紫外光区也具有较好的吸收,特别是实施例5,在紫外光区吸收较其他实施例吸收最强,同样在620nm波长的发射峰也是最强。将365nm作为激发波长,实施例1、4、5、6及对比例1、2的玻璃均可看到均匀性发出红光,而实施例2、3由于添加的红光荧光组合物过多或过少,造成其发光不均匀的问题。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制,但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案,均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种发红光玻璃,由以下重量份的原料组成:100份多孔玻璃、0.25份的红光荧光组合物及1份NaYF4:Yb3+, Er3+荧光粉,所述红光荧光组合物为YVO4: Eu3+,Sr2+@YVO4: Eu3+,Bi3 +@SiO2;
一种发红光玻璃的制造方法,具体包括如下步骤:
一、制备YVO4: Eu3+,Sr2+@YVO4: Eu3+,Bi3+@SiO2红光荧光组合物
(一)制备YVO4:Eu3+,Sr2+纳米荧光粉
(1)将1.2mmol Na3VO4·12H2O 溶解在含有5mL 乙二醇和2mL蒸馏水的混合溶液中;(2)将上述溶液边超声搅拌下边逐滴滴入含有1.5mmol一定配比的Y(NO3)3·6H2O, Eu(NO3)3,Sr(NO3)2的8 mL乙二醇溶液中,再80kHz超声震动和300r/min离心速度搅拌10min至溶液澄清,加入20mL蒸馏水;(3)将反应溶液倒入容积为50 mL的聚四氟乙烯内衬高压反应釜内,在真空环境下,200oC下保温反应1h,降至150oC下保温反应1h,反应结束后,冷却至室温,将所得悬浮液倒出,离心并用丙酮清洗3次获得白色沉淀;(4)将该沉淀在90oC下干燥5h,得到平均粒径10~15nm的Y0.9VO4:Eu3+ 0.03, Sr2+ 0.07纳米荧光粉;(5)对Y0.9VO4:Eu3+ 0.03, Sr2+ 0.07纳米荧光粉进行500℃真空热处理1h,获得热处理后平均粒径20~30nm的Y0.9VO4:Eu3+ 0.03, Sr2 + 0.07纳米荧光粉;
(二)制备YVO4:Bi3+纳米荧光粉
(1)将1.2mmol Na3VO4·12H2O 溶解在含有5mL乙二醇和2mL蒸馏水的混合溶液中;(2)将上述溶液边超声搅拌边逐滴滴入含有1.5mmol一定配比的Y(NO3)3·6H2O, Bi(NO3)3的8mL乙二醇溶液中,再超声搅拌10min至溶液澄清,加入20mL蒸馏水;(3)将反应溶液倒入容积为50 mL的聚四氟乙烯内衬高压反应釜内,在真空环境下,180oC下保温反应1.5h,反应结束后,冷却至室温,将所得悬浮液倒出,离心并用丙酮清洗3次获得白色沉淀;(4)将该沉淀在90oC下干燥5h,得到平均粒径10nm的Y0.87VO4:Bi3+ 0.1纳米荧光粉;
(三)制备YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4:Bi3+核壳荧光粉
(1)预分散:称取0.1g热处理的YVO4:Eu3+,Sr2+纳米荧光粉置于10mL乙醇中,并进行超声搅拌分散30min,制得溶液A;称取0.008gYVO4:Bi3+纳米荧光粉置于10mL乙醇中,并进行超声搅拌分散15min,制得溶液B1;(2)边超声搅拌溶液A,边逐滴滴入溶液B1;继续超声搅拌5min再静置5min,离心并用丙酮清洗3次获得白色沉淀;(4)将该沉淀在90oC下干燥5h,得到平均粒径40~60nm的YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4:Bi3+核壳荧光粉;
(四)制备YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4: Eu3+,Bi3+核壳荧光粉
(1)将0.05 mmol Eu(NO3)3·6H2O超声分散在15 mL无水乙醇溶液中,将步骤三制得的YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4:Bi3+核壳荧光粉前驱体分散在上述溶液中;(2)超声搅拌60min后,将反应溶液静置24h,使得离子交换过程得以充分进行;反应结束后,离心,并用无水乙醇和蒸馏水洗涤3次获得白色沉淀;最后,在90oC下干燥5h,得到YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4: Eu3+,Bi3+核壳荧光粉;
(五)制备YVO4:Eu3+,Sr2+@YVO4:Eu3+,Bi3+@SiO2红光荧光组合物
(1)将核壳荧光粉超声搅拌分散于乙醇中,制得溶液C;之后加入4:1比例的水和氨水,搅拌均匀后加入正硅酸乙酯与核壳荧光粉的质量比为 1.5:1,调节pH值为9,反应温度为20℃,反应5小时;进行离心并用丙酮清洗3次获得白色沉淀;将该沉淀在90oC下干燥5h,以得到包覆有SiO2的核壳荧光粉;(2)将该包覆有SiO2的核壳荧光粉置于氩气气氛下进行800℃热处理1h,获得平均粒径70~100nm红光荧光组合物;
二、制备NaYF4:Yb3+, Er3+@SiO2荧光粉
(1)称取1.8 mmol Y(NO3)3·6H2O、0.17 mmol Yb(NO3)3·5H2O、0.1 mmol Er(NO3)3·5H2O,与2 mmol NaNO3混合并充分溶解于15 mL乙二醇中形成溶液E;将8mmolNH4F充分溶解于15 mL乙二醇中形成溶液F;分别超声搅拌,80kHz超声震动和300r/min离心速度搅拌,溶液E、F 30min,两溶液混合后在继续超声搅拌,80kHz超声震动和300r/min离心速度搅拌30min;将混合溶液倒入容积为50ml的聚四氟乙烯内衬高压反应釜内,在真空环境下,180oC下保温反应12h,降至150oC下保温反应4h,反应结束后,冷却至室温;将所得悬浮液倒出,离心并用蒸馏水和无水乙醇依次清洗3次获得荧光粉;将该沉淀在80oC下干燥5h,得到平均粒径30~60nm的NaYF4:Yb3+, Er3+纳米荧光粉;
(2)将0.3g上述制得的纳米NaYF4:Yb3+, Er3+荧光粉粉末超声搅拌30min,100kHz超声震动和1000r/min离心速度搅拌分散于40mL无水乙醇和10mL蒸馏水;将2 mL质量分数为28 %的氨水和0.3 mL的正硅酸乙酯TEOS加入上述分散溶液中,在20℃下充分搅拌4 h,制得NaYF4:Yb3+, Er3+@SiO2粉末;进行离心并用蒸馏水和无水乙醇清洗3次获得白色沉淀;将该沉淀在90oC下干燥5h,以得到包覆有SiO2的NaYF4:Yb3+, Er3+核壳荧光粉;将该NaYF4:Yb3+,Er3+@SiO2核壳荧光粉置于氩气气氛下进行800℃热处理60min,获得平均粒径55~85nm的NaYF4:Yb3+, Er3+@SiO2纳米荧光粉;
三、按比例将红光荧光组合物置于乙醇溶液中,超声搅拌,100kHz超声震动和1000r/min离心速度搅拌分散30min,制得分散溶液D;按比例将NaYF4:Yb3+, Er3+@SiO2纳米荧光粉置于乙醇溶液中,超声搅拌,100kHz超声震动和1000r/min离心速度搅拌分散30min,制得分散溶液G;按比例将各半多孔玻璃浸泡在上述分散溶液D、G中30min,继续超声搅拌,50kHz超声震动和100r/min离心速度搅拌5min再静置25min;用去离子水清洗数次,去除未吸附在多孔玻璃上的多余粉末;混合两种多孔玻璃,在氧气环境下进行1100℃烧结30~60min,随炉冷却制得高硅氧发红光玻璃。
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