CN112521944B - 一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料、制备方法及应用 - Google Patents
一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料、制备方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112521944B CN112521944B CN202011417628.3A CN202011417628A CN112521944B CN 112521944 B CN112521944 B CN 112521944B CN 202011417628 A CN202011417628 A CN 202011417628A CN 112521944 B CN112521944 B CN 112521944B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ion
- ionic compound
- luminescent material
- rare earth
- red luminescent
- 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
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 69
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 16
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 150000008040 ionic compounds Chemical class 0.000 claims description 30
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid group Chemical group C(CC(O)(C(=O)O)CC(=O)O)(=O)O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 24
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 16
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 13
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 10
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 9
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 6
- 229910019440 Mg(OH) Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 38
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 34
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 14
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000000695 excitation spectrum Methods 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- NGDQQLAVJWUYSF-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-2-phenyl-1,3-thiazole-5-sulfonyl chloride Chemical compound S1C(S(Cl)(=O)=O)=C(C)N=C1C1=CC=CC=C1 NGDQQLAVJWUYSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- GAGGCOKRLXYWIV-UHFFFAOYSA-N europium(3+);trinitrate Chemical compound [Eu+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GAGGCOKRLXYWIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 7
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 7
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- -1 Rare earth ions Chemical class 0.000 description 6
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 6
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001748 luminescence spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 238000000103 photoluminescence spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N aluminium nitrate Chemical compound [Al+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O JLDSOYXADOWAKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002284 excitation--emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
- C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
- C09K11/7792—Aluminates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
- H01L33/502—Wavelength conversion materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料、制备方法及应用,化学通式为Y1‑ xEuxZn4Mg2AlO9,其中x为Eu3+离子掺杂Y3+离子的摩尔比,x的取值范围为0.005≤x≤0.12。Eu3+离子是等价取代Y3+离子,Eu3+离子掺杂取代Y3+离子后不会引起电荷失衡,也不会诱导晶格内产生缺陷,Eu3+离子的掺杂浓度也更高;另外,由于Eu3+离子掺杂取代的Y3+离子没有位于对称中心的晶格位置,导致Eu3+离子掺杂取代Y3+离子后的晶格受到较大扰动,能够实现近紫外光激发下发射色度纯正的红色荧光;和商用近紫外LED芯片的发光波长非常匹配,是一种潜在的制备白光LED照明器件的发光材料。
Description
技术领域
本发明属于无机荧光材料技术领域,具体涉及一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料、制备方法及应用。
背景技术
稀土离子具有独特的电子结构,已广泛应用于电子、石油冶金、化工、能源、电子材料、轻工、农业等诸多的领域。其中,发光性能是稀土离子特有的特征。利用稀土离子掺杂在无机基质材料中,可生产各种颜色的荧光材料,其发光光谱可以覆盖全波段。在稀土离子中,Eu3+离子是最佳的可以发红光的激活离子,Eu3+离子的发光光谱是由尖锐的发光峰组成的,其发光波长主要位于橙-红色光范围内,色度纯正。近年来,白光LED得到飞速发展,成为新的绿色照明光源,在白光LED照明器件中,红色发光材料是不可缺少的荧光材料。因而,对Eu3+离子掺杂发光材料的制备、发光性能的研究是目前研究的热点。
在诸多的荧光粉中,铝酸盐是研究较多的一种基质材料。作为稀土离子激活的基质,铝酸盐在紫外-近紫外波长区域具有良好的光学吸收性能,稀土离子激活的铝酸盐在照明、显示等领域得到了广泛的研究和应用。例如铝酸盐 BaMgAl10O17:Eu2+(简称BAM蓝粉)是一种目前商用的荧光转换型蓝色荧光粉,也是目前研究最多的蓝色发光粉。
发明内容
本发明的目的在于,克服现有技术中存在的缺陷,提供一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料、制备方法及应用,化学通式为Y1-xEuxZn4Mg2AlO9,其中x 为Eu3+离子掺杂Y3+离子的摩尔比,x的取值范围为0.005≤x≤0.12。Eu3+离子是等价取代Y3+离子,Eu3+离子掺杂取代Y3+离子后不会引起电荷失衡,也不会诱导晶格内产生缺陷,同时,Eu3+离子的掺杂浓度也更高;另外,由于Eu3+离子掺杂取代的Y3+离子没有位于对称中心的晶格位置,导致Eu3+离子掺杂取代Y3+离子后的晶格受到较大扰动,能够实现近紫外光激发下发射色度纯正的红色荧光;在近紫外光波段有很好的吸收效率,其在近紫外光的激发下发射出峰值位于615 纳米的红色发光,半高宽是3.2纳米,红色发光色度纯正;和商用近紫外LED 芯片的发光波长非常匹配,光电转化效率高,热稳定性能好,是一种潜在的制备白光LED照明器件的发光材料,适用于制备以近紫外光半导体芯片为激发光源的照明或显示器件;本发明提供的制备方法,操作步骤简单,反应温度低,生产成本低,产品结晶性好,重现性好。
为实现上述目的,本发明的技术方案是设计一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料,所述的Eu3+离子激活的红色发光材料的化学通式为Y1-xEuxZn4Mg2AlO9,其中x为Eu3+离子掺杂Y3+离子的摩尔比,x的取值范围为0.005≤x≤0.12。
优选的技术方案是,所述的Eu3+离子激活的红色发光材料的化学通式为 Y1- xEuxZn4Mg2AlO9,其中x为Eu3+离子掺杂Y3+离子的摩尔比,x=0.1。
为了便于上述稀土Eu3+离子激活的红色发光材料的顺利制备实施,现提出一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料的制备方法,包括如下步骤:
S1:按照化学通式Y1-xEuxZn4Mg2AlO9中各元素的化学计量比称取原料:分别称取含有Y3+离子的化合物、含有Eu3+离子的化合物、含有Zn2+离子的化合物、含有Mg2+离子的化合物、含有Al3+离子的化合物;将称取的含有Y3+离子的化合物、含有Eu3+离子的化合物、含有Zn2+离子的化合物、含有Mg2+离子的化合物、含有Al3+离子的化合物分别溶解于去离子水中,得到各个原料的透明溶液;
S2:将步骤S1得到的各个原料的透明溶液分别添加络合剂,络合剂的添加量为各个原料的透明溶液中金属阳离子摩尔数的1~2倍,络合剂为柠檬酸或草酸,并在50~100℃的温度条件下搅拌1~3小时,得到各个原料的透明络合溶液;
S3:将步骤S2得到的各个原料的透明络合溶液缓慢混合,在50~100℃的温度条件下搅拌1~2小时,静置,烘干,得到蓬松的前驱体;
S4:将步骤S3得到的蓬松的前驱体进行煅烧,煅烧温度为850~1150℃,煅烧时间为1~10小时,自然冷却至室温,得到所述的稀土Eu3+离子激活的红色发光材料。
优选的技术方案有,所述步骤S1中,含有Y3+离子的化合物为硝酸钇Y(NO3)3·6H2O、含有Eu3+离子的化合物为硝酸铕Eu(NO3)3·6H2O、含有Zn2+离子的化合物为硝酸锌Zn(NO3)2·6H2O、含有Mg2+离子的化合物为碱式碳酸镁4MgCO3· Mg(OH)2·5H2O、含有Al3+离子的化合物为硝酸铝Al(NO3)3·9H2O。
优选的技术方案还有,所述步骤S2,煅烧温度为900~1000℃,煅烧时间为 3~6小时。
为了便于上述稀土Eu3+离子激活的红色发光材料的应用实施和推广,现提出一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料的应用,将所述稀土Eu3+离子激活的红色发光材料用于制备以近紫外光半导体芯片为激发光源的照明或显示器件。
优选的技术方案有,将所述稀土Eu3+离子激活的红色发光材料用于制备以近紫外光半导体芯片为激发光源的白光LED照明器件。
本发明的优点和有益效果在于:
1、本发明公开的一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料,Eu3+离子掺杂取代的是Y3 +离子,其中,Eu3+离子是等价取代Y3+离子,Eu3+离子掺杂取代Y3+离子后不会引起电荷失衡,也不会诱导晶格内产生缺陷,同时,Eu3+离子的掺杂浓度也更高;另外,由于Eu3+离子掺杂取代的Y3+离子没有位于对称中心的晶格位置,导致Eu3+离子掺杂取代Y3+离子后的晶格受到较大扰动,因此,能够实现近紫外光激发下发射色度纯正的红色荧光。
2、本发明公开的一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料,在近紫外光波段有很好的吸收效率,其在近紫外光的激发下发射出峰值位于615纳米的红色发光,半高宽是3.2纳米,红色发光色度纯正;和商用近紫外LED芯片的发光波长非常匹配,光电转化效率高,热稳定性能好,是一种潜在的制备白光LED照明器件的发光材料,适用于制备以近紫外光半导体芯片为激发光源的照明或显示器件。
3、本发明公开的一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料的制备方法,操作步骤简单,生产成本低,产品结晶性好,重现性好。
4、与固相反应制备铝酸盐发光材料相比,本发明公开的一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料的制备方法,反应温度大大降低,更加节能环保。
附图说明
图1是实施例1制备的化学通式为Y0.9Eu0.1Zn4Mg2AlO9的红色发光材料的X 射线粉末衍射图谱;
图2是实施例1制备的化学通式为Y0.9Eu0.1Zn4Mg2AlO9的红色发光材料的激发光谱和发光光谱图;
图3是实施例1制备的化学通式为Y0.9Eu0.1Zn4Mg2AlO9的红色发光材料的发光衰减曲线;
图4是实施例2制备的化学通式为Y0.88Eu0.12Zn4Mg2AlO9的红色发光材料的X 射线粉末衍射图谱;
图5是实施例2制备的化学通式为Y0.88Eu0.12Zn4Mg2AlO9的红色发光材料的激发光谱和发光光谱图;
图6是实施例2制备的化学通式为Y0.88Eu0.12Zn4Mg2AlO9的红色发光材料的发光衰减曲线;
图7是实施例3制备的化学通式为Y0.995Eu0.005Zn4Mg2AlO9的红色发光材料的X射线粉末衍射图谱;
图8是实施例3制备的化学通式为Y0.995Eu0.005Zn4Mg2AlO9的红色发光材料的激发光谱和发光光谱图;
图9是实施例3制备的化学通式为Y0.995Eu0.005Zn4Mg2AlO9的红色发光材料的发光衰减曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
按照本发明一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料的制备方法制备化学通式为Y0.9Eu0.1Zn4Mg2AlO9的红色发光材料(样品1),包括如下步骤:
S1:根据化学通式Y0.9Eu0.1Zn4Mg2AlO9中各元素的化学计量比称取原料:分别称取硝酸钇Y(NO3)3·6H2O:1.1克,硝酸铕Eu(NO3)3·6H2O:0.143克,硝酸锌 Zn(NO3)2·6H2O:3.807克,碱式碳酸镁4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O:0.622克,硝酸铝Al(NO3)3·9H2O:1.2克;把称取的化合物分别溶解于去离子水中,得到各个原料的透明溶液;
S2:然后在硝酸钇溶液中加入草酸0.52克,在硝酸铕溶液中加入草酸0.06克,在硝酸锌溶液中加入草酸2.3克,在碱式碳酸镁溶液中加入草酸0.23克,在硝酸铝溶液中加入草酸0.58克,并分别在70℃下搅拌3小时,得到各个原料的透明草酸络合溶液;
S3:将步骤S2得到的各个原料的透明草酸络合溶液缓慢混合,在80℃的温度条件下搅拌2小时,静置,烘干,得到蓬松的前驱体;
S4:将步骤S4得到的蓬松的前驱体进行煅烧,煅烧温度为950℃,煅烧时间为3小时,自然冷却至室温,得到化学通式为Y0.9Eu0.1Zn4Mg2AlO9的红色发光材料。
参见附图1,实施例1制备的化学通式为Y0.9Eu0.1Zn4Mg2AlO9的红色发光材料 (样品1)的X射线粉末衍射图谱:测试结果显示,各个衍射峰都完好对应参照标准卡片PDF#40-1340,样品结晶度较好,证实为单相材料;
参见附图2,实施例1制备的化学通式为Y0.9Eu0.1Zn4Mg2AlO9的红色发光材料(样品1)的激发光谱和发光光谱图:实施例1制备样品的光致发光光谱,在615 纳米波长监控下的激发光谱显示,该红色发光材料在近紫外波段有非常有效的激发,所制样品能有效地将近紫外光转换为红色荧光;在395纳米激发下的荧光光谱图可知,样品在红光区有尖锐的发光峰,最强峰值在615纳米处出,色度纯正;
参见附图3,实施例1制备的化学通式为Y0.9Eu0.1Zn4Mg2AlO9的红色发光材料 (样品1)的发光衰减曲线,计算可得该发光材料的发光衰减时间为1.21毫秒。
实施例2
按照本发明一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料的制备方法制备化学通式为Y0.88Eu0.12Zn4Mg2AlO9的红色发光材料(样品2),包括如下步骤:
S1:根据化学通式Y0.88Eu0.12Zn4Mg2AlO9中各元素的化学计量比称取原料:分别称取硝酸钇Y(NO3)3·6H2O:1.45克,硝酸铕Eu(NO3)3·6H2O:0.23克,硝酸锌Zn(NO3)2·6H2O:5.12克,碱式碳酸镁4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O:0.84克,硝酸铝Al(NO3)3·9H2O:1.61克;把称取的化合物分别溶解于去离子水中,得到各个原料的透明溶液;
S2:然后在硝酸钇溶液中加入柠檬酸0.73克,在硝酸铕溶液中加入柠檬酸0.1 克,在硝酸锌溶液中加入柠檬酸3.3克,在碱式碳酸镁溶液中加入柠檬酸0.33克,在硝酸铝溶液中加入柠檬酸0.83克,并分别在80℃下搅拌2小时,得到各个原料的透明柠檬酸络合溶液;
S3:将步骤S2得到的各个原料的透明柠檬酸络合溶液缓慢混合,在70℃的温度条件下搅拌3小时,静置,烘干,得到蓬松的前驱体;
S4:将步骤S4得到的蓬松的前驱体进行煅烧,煅烧温度为1000℃,煅烧时间为2小时,自然冷却至室温,得到化学通式为Y0.88Eu0.12Zn4Mg2AlO9的红色发光材料。
参见附图4,实施例2制备的化学通式为Y0.88Eu0.12Zn4Mg2AlO9的红色发光材料(样品2)的X射线粉末衍射图谱:测试结果显示,各个衍射峰都完好对应参照标准卡片PDF#40-1340,样品结晶度较好,证实为单相材料;
参见附图5,实施例2制备的化学通式为Y0.88Eu0.12Zn4Mg2AlO9的红色发光材料(样品2)的激发光谱和发光光谱图:实施例2制备样品的光致发光光谱,在615 纳米波长监控下的激发光谱显示,该红色发光材料在近紫外波段有非常有效的激发,所制样品能有效地将近紫外光转换为红色荧光;在395纳米激发下的荧光光谱图可知,样品在红光区有尖锐的发光峰,最强峰值在615纳米处出,色度纯正;
参见附图6,实施例2制备的化学通式为Y0.88Eu0.12Zn4Mg2AlO9的红色发光材料(样品2)的发光衰减曲线,计算可得该发光材料的发光衰减时间为0.87毫秒。
实施例3
按照本发明一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料的制备方法制备化学通式为Y0.995Eu0.005Zn4Mg2AlO9的红色发光材料(样品3),包括如下步骤:
S1:根据化学通式Y0.995Eu0.005Zn4Mg2AlO9中各元素的化学计量比称取原料:分别称取硝酸钇Y(NO3)3·6H2O:3.81克,硝酸铕Eu(NO3)3·6H2O:0.03克,硝酸锌Zn(NO3)2·6H2O:11.81克,碱式碳酸镁4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O:1.94克,硝酸铝Al(NO3)3·9H2O:3.75克;把称取的化合物分别溶解于去离子水中,得到各个原料的透明溶液;
S2:然后在硝酸钇溶液中加入草酸0.99克,在硝酸铕溶液中加入草酸0.05克,在硝酸锌溶液中加入草酸3.96克,在碱式碳酸镁溶液中加入草酸0.4克,在硝酸铝溶液中加入草酸0.99克,并分别在70℃下搅拌3小时,得到各个原料的透明草酸络合溶液;
S3:将步骤S2得到的各个原料的透明草酸络合溶液缓慢混合,在80℃的温度条件下搅拌3小时,静置,烘干,得到蓬松的前驱体;
S4:将步骤S4得到的蓬松的前驱体进行煅烧,煅烧温度为930℃,煅烧时间为5小时,自然冷却至室温,得到化学通式为Y0.995Eu0.005Zn4Mg2AlO9的红色发光材料。
参见附图7,实施例3制备的化学通式为Y0.995Eu0.005Zn4Mg2AlO9的红色发光材料(样品3)的X射线粉末衍射图谱:测试结果显示,各个衍射峰都完好对应参照标准卡片PDF#40-1340,样品结晶度较好,证实为单相材料;
参见附图8,实施例3制备的化学通式为Y0.995Eu0.005Zn4Mg2AlO9的红色发光材料(样品3)的激发光谱和发光光谱图:实施例2制备样品的光致发光光谱,在615 纳米波长监控下的激发光谱显示,该红色发光材料在近紫外波段有非常有效的激发,所制样品能有效地将近紫外光转换为红色荧光;在395纳米激发下的荧光光谱图可知,样品在红光区有尖锐的发光峰,最强峰值在615纳米处出,色度纯正;
参见附图9,实施例3制备的化学通式为Y0.995Eu0.005Zn4Mg2AlO9的红色发光材料(样品3)的发光衰减曲线,计算可得该发光材料的发光衰减时间为0.68毫秒。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料,其特征在于,所述的Eu3+离子激活的红色发光材料的化学通式为Y1-xEuxZn4Mg2AlO9,其中x为Eu3+离子掺杂Y3+离子的摩尔比,x的取值范围为0.005≤x≤0.12。
2.如权利要求1所述的稀土Eu3+离子激活的红色发光材料,其特征在于,所述的Eu3+离子激活的红色发光材料的化学通式为Y1-xEuxZn4Mg2AlO9,其中x为Eu3+离子掺杂Y3+离子的摩尔比,x=0.1。
3.如权利要求1~2任一项所述的稀土Eu3+离子激活的红色发光材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:按照化学通式Y1-xEuxZn4Mg2AlO9中各元素的化学计量比称取原料:分别称取含有Y3+离子的化合物、含有Eu3+离子的化合物、含有Zn2+离子的化合物、含有Mg2+离子的化合物、含有Al3+离子的化合物;将称取的含有Y3+离子的化合物、含有Eu3+离子的化合物、含有Zn2+离子的化合物、含有Mg2+离子的化合物、含有Al3+离子的化合物分别溶解于去离子水中,得到各个原料的透明溶液;
S2:将步骤S1得到的各个原料的透明溶液分别添加络合剂,络合剂的添加量为各个原料的透明溶液中金属阳离子摩尔数的1~2倍,络合剂为柠檬酸或草酸,并在50~100℃的温度条件下搅拌1~3小时,得到各个原料的透明络合溶液;
S3:将步骤S2得到的各个原料的透明络合溶液缓慢混合,在50~100℃的温度条件下搅拌1~2小时,静置,烘干,得到蓬松的前驱体;
S4:将步骤S3得到的蓬松的前驱体进行煅烧,煅烧温度为850~1150℃,煅烧时间为1~10小时,自然冷却至室温,得到所述的稀土Eu3+离子激活的红色发光材料。
4.如权利要求3所述的稀土Eu3+离子激活的红色发光材料的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,含有Y3+离子的化合物为Y(NO3)3•6H2O、含有Eu3+离子的化合物为Eu(NO3)3•6H2O、含有Zn2+离子的化合物为Zn(NO3)2•6H2O、含有Mg2+离子的化合物为4MgCO3•Mg(OH)2•5H2O、含有Al3+离子的化合物为Al(NO3)3•9H2O。
5.如权利要求3所述的稀土Eu3+离子激活的红色发光材料的制备方法,其特征在于,所述步骤S4,煅烧温度为900~1000℃,煅烧时间为3~6小时。
6.如权利要求1~2任一项所述的稀土Eu3+离子激活的红色发光材料的应用,其特征在于,用于制备以近紫外光半导体芯片为激发光源的照明或显示器件。
7.如权利要求6所述的稀土Eu3+离子激活的红色发光材料的应用,其特征在于,用于制备以近紫外光半导体芯片为激发光源的白光LED照明器件。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011417628.3A CN112521944B (zh) | 2020-12-07 | 2020-12-07 | 一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料、制备方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011417628.3A CN112521944B (zh) | 2020-12-07 | 2020-12-07 | 一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料、制备方法及应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112521944A CN112521944A (zh) | 2021-03-19 |
CN112521944B true CN112521944B (zh) | 2022-09-23 |
Family
ID=74998057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011417628.3A Active CN112521944B (zh) | 2020-12-07 | 2020-12-07 | 一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料、制备方法及应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112521944B (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63295417A (ja) * | 1987-05-26 | 1988-12-01 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | LuAlZn↓6O↓9で示される六方晶系の層状構造を有する化合物およびその製造法 |
CN109777421A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-05-21 | 常州工程职业技术学院 | 一种铕离子Eu3+激活的红色荧光粉、制备方法及应用 |
CN109777404A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-21 | 常州工程职业技术学院 | 一种铕离子Eu3+激活的铝酸盐红色荧光粉及其制备方法 |
CN109957402A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-07-02 | 江苏师范大学 | 一种三价铕离子激活的红发光荧光粉及其制备和应用 |
CN110484247A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-11-22 | 湖北理工学院 | 一种光色可调的掺杂稀土离子的天然硅灰石发光材料及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100665299B1 (ko) * | 2004-06-10 | 2007-01-04 | 서울반도체 주식회사 | 발광물질 |
-
2020
- 2020-12-07 CN CN202011417628.3A patent/CN112521944B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63295417A (ja) * | 1987-05-26 | 1988-12-01 | Natl Inst For Res In Inorg Mater | LuAlZn↓6O↓9で示される六方晶系の層状構造を有する化合物およびその製造法 |
CN109777404A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-21 | 常州工程职业技术学院 | 一种铕离子Eu3+激活的铝酸盐红色荧光粉及其制备方法 |
CN109777421A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-05-21 | 常州工程职业技术学院 | 一种铕离子Eu3+激活的红色荧光粉、制备方法及应用 |
CN109957402A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-07-02 | 江苏师范大学 | 一种三价铕离子激活的红发光荧光粉及其制备和应用 |
CN110484247A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-11-22 | 湖北理工学院 | 一种光色可调的掺杂稀土离子的天然硅灰石发光材料及其制备方法和应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112521944A (zh) | 2021-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fu et al. | Preparation, structural and optical characteristics of a deep red-emitting Mg2Al4Si5O18: Mn4+ phosphor for warm w-LEDs | |
Zhou et al. | Improved luminescence and energy-transfer properties of Ca 14 Al 10 Zn 6 O 35: Ti 4+, Mn 4+ deep-red-emitting phosphors with high brightness for light-emitting diode (LED) plant-growth lighting | |
US9150785B2 (en) | Red fluorescent materials and preparation methods thereof | |
CN101921589A (zh) | 用于白光led的铌酸盐或钽酸盐荧光材料及其制备方法 | |
TWI405838B (zh) | 紅光螢光材料及其製造方法、及白光發光裝置 | |
CN111196925A (zh) | Mn4+掺杂的红色荧光材料及其制备方法 | |
CN109777404B (zh) | 一种铕离子Eu3+激活的铝酸盐红色荧光粉及其制备方法 | |
CN103205253A (zh) | 用于白光led的铌酸盐或钽酸盐荧光材料及其制备方法 | |
CN115872445B (zh) | 一种石榴石型发光材料及其制备方法和应用 | |
Han et al. | NaKLaNbO5: Eu3+: A highly efficient and thermally stable orange-red emitting phosphor for white light-emitting diodes | |
CN109957403B (zh) | 一种Eu3+激活氟硼酸锶钡红色荧光粉及其制备与应用 | |
Du et al. | A broadband yellow-green emitting mixed orthoborate–pyroborate phosphor, Ba 2 Sc 2 B 4 O 11: Ce 3+, for white light emitting diodes | |
CN103031125A (zh) | 用于白光led的铌酸盐或钽酸盐荧光材料及其制备方法 | |
CN109370580B (zh) | 一种铋离子激活的钛铝酸盐荧光粉及其制备方法与应用 | |
CN103396800B (zh) | 一种硼铝酸盐基蓝色荧光粉、制备方法及应用 | |
CN110484251B (zh) | 一种磷铝酸锶锂钠荧光粉及其制备方法 | |
CN112625683A (zh) | 一种锗酸盐型红色荧光粉及制备方法 | |
CN112266784A (zh) | 一种宽带青光发射的CsCdCl3:xSb3+单晶及其制备方法 | |
Han et al. | Luminescence properties of novel single-host white-light-emitting phosphor KBaBP 2 O 8: Dy 3+ | |
CN108753279B (zh) | 一种铕离子Eu3+激活的红发光荧光粉及其制备和应用 | |
CN111100634A (zh) | 一种长余辉荧光材料及其制备方法 | |
CN112521944B (zh) | 一种稀土Eu3+离子激活的红色发光材料、制备方法及应用 | |
CN114058371B (zh) | 一种黄光长余辉发光材料及其制备方法和应用 | |
CN114836211A (zh) | 一种Cu离子掺杂镓锗酸盐基绿色长余辉材料及其制备方法 | |
CN109957397B (zh) | 一种Tb3+激活氟硼酸锶钡绿色荧光粉及其制备与应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |