一種長余輝發光材料及其制備方法技術

本發明專利技術提供了一種長余輝發光材料及其制備方法，長余輝發光材料通式為Ba(1-x-y)SiO3:xEu2+,yR3+；其中，R為Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一種或多種；0.0001≤x≤0.2；0.0001≤y≤0.2。本發明專利技術提供的長余輝發光材料以硅酸鋇為基質，以銪離子為激活劑，以三價稀土離子為輔助激活劑，能夠被近紫外或可見光光源有效激發，產生黃色長余輝，余輝時間長、亮度高。實驗結果表明，本發明專利技術提供的長余輝發光材料激發后產生450nm～700nm黃色長余輝，亮度大于0.32mcd/m2時的余輝持續時間能夠達到5h以上。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及光致發光材料
，更具體地說，是涉及一種長余輝發光材料及其制備方法。
技術介紹
長余輝發光材料，是一種能夠儲存外界光輻射如紫外光和可見光等的能量，然后在室溫下緩慢地以發可見光的形式釋放這些儲存能量的材料。長余輝發光材料作為一種新型的節能弱視照明材料廣泛用于弱視照明、建筑物探傷、發光指示等領域。長余輝發光材料的長余輝現象是由摻雜引起的雜質能級而產生。在激發階段，雜質能級捕獲空穴或電子，當激發完成后，這些電子或空穴由于熱運動而釋放，將能量傳遞給激活離子而導致其發光。由于能量的熱動釋放是一個緩慢的過程，從而激活離子的發光呈現出長余輝發光的特點。長余輝發光材料的長余輝性質基于以下三個過程實現：(1)外界的光能被材料中的陷阱所存儲；(2)被存儲的能量能夠有效的傳遞給發光離子；(3)這些能量必須以發光離子輻射躍遷的方式被釋放，而不是被淬滅。當陷阱深度太深時，被俘獲的電子或空穴不能順利地從陷阱中釋放出來，這樣使材料的余輝發光太弱；而當陷阱太淺時，電子或空穴被釋放的速度會太快，使材料余輝時間變短。此外，除了要求合適的陷阱深度，摻雜的離子對陷阱中電子或空穴具有合適的親和力也很重要，太強或太弱的親和力對余輝均起不到延長作用。因此，除了發光離子外，其他輔助激活元素對長余輝材料的余輝性質和特點起到關鍵的作用。通過對輔助激活元素的選擇，不但可以使長余輝材料具有合適的陷阱，也可對材料中的能量傳遞過程進行優化，提高傳遞效率，使材料的長余輝發光的性質得到極大的提高。同其它照明及顯示行業一樣，追求多種顏色長余輝發光材料以實現全色夜光照明是長余輝發光材料行業的最終目標。然而，由于各種顏色長余輝發光材料的衰減不同，使得長余輝發光不可能通過紅綠藍三基色來實現這一目標，因此，有必要研發多種顏色的長余輝材料。目前，藍、綠色的長余輝發光材料已經趨于成熟，并已用于實際生產，但是，黃色的長余輝發光材料仍很匱乏，也就限制了長余輝發光材料的應用。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種長余輝發光材料及其制備方法，本專利技術提供的長余輝發光材料能夠產生黃色長余輝，而且余輝時間長、亮度高。本專利技術提供了一種長余輝發光材料，具有式(I)所示的通式：Ba(1-x-y)SiO3:xEu2+,yR3+???式(I)；式(I)中，R為Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一種或多種；0.0001≤x≤0.2；0.0001≤y≤0.2。優選的，所述x滿足以下條件：0.005≤x≤0.02；所述y滿足以下條件：0.005≤x≤0.02。本專利技術還提供了一種上述技術方案所述的長余輝發光材料的制備方法，包括以下步驟：a)將鋇源、硅源、銪源和摻雜金屬源混合，在還原氣氛中進行焙燒，得到長余輝發光材料；所述長余輝發光材料具有式(I)所示的通式：Ba(1-x-y)SiO3:xEu2+,yR3+???式(I)；式(I)中，R為Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一種或多種；0.0001≤x≤0.2；0.0001≤y≤0.2。優選的，所述鋇源包括鋇的氧化物、鋇的碳酸鹽、鋇的磷酸鹽、鋇的硝酸鹽和鋇的草酸鹽中的一種或多種。優選的，所述硅源包括硅的氧化物和硅酸鹽中的一種或兩種。優選的，所述銪源包括銪的氧化物、銪的碳酸鹽、銪的硅酸鹽和銪的草酸鹽中的一種或多種。優選的，所述鋇源、硅源、銪源和摻雜金屬源的摩爾比為(0.6～0.9998)：1：(0.0001～0.2)：(0.0001～0.2)。優選的，步驟a)中所述還原氣氛為氮氣和氫氣的混合氣體、一氧化碳或氫氣。優選的，步驟a)中所述焙燒的溫度為1100℃～1600℃，時間為1h～12h。優選的，步驟a)中所述在還原氣氛中進行焙燒前還包括：在鋇源、硅源、銪源和摻雜金屬源的混合物中加入助熔劑；所述助熔劑包括硼酸、氟化銨、氟化鋇和氧化硼中的一種或多種。本專利技術提供了一種長余輝發光材料，通式為Ba(1-x-y)SiO3:xEu2+,yR3+；其中，R為Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一種或多種；0.0001≤x≤0.2；0.0001≤y≤0.2。與現有技術相比，本發明提供的長余輝發光材料以硅酸鋇為基質，以銪離子為激活劑，以三價稀土離子為輔助激活劑，能夠被近紫外或可見光光源有效激發，產生黃色長余輝，余輝時間長、亮度高。實驗結果表明，本專利技術提供的長余輝發光材料激發后產生450nm～700nm黃色長余輝，亮度大于0.32mcd/m2時的余輝持續時間能夠達到5h以上。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例1～2提供的長余輝發光材料和JCPDS?26-1402卡片(BaSiO3)的XRD衍射圖譜；圖2為本專利技術實施例1提供的長余輝發光材料的激發光譜和發射光譜；圖3為本專利技術實施例1提供的長余輝發光材料在365nm紫外光激發后的余輝光譜。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例，對本專利技術的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本專利技術提供了一種長余輝發光材料，具有式(I)所示的通式：Ba(1-x-y)SiO3:xEu2+,yR3+???式(I)；式(I)中，R為Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一種或多種；0.0001≤x≤0.2；0.0001≤y≤0.2。在本專利技術中，所述長余輝發光材料通式為Ba(1-x-y)SiO3:xEu2+,yR3+。其中，R3+為三價稀土離子，R為Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一種或多種，優選為La、Nd、Gd、Dy、Ho和Tm中的一種或多種，最優選為Nd。在本專利技術中，0.0001≤x≤0.2，優選為0.005≤x≤0.0本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種長余輝發光材料，其特征在于，具有式(I)所示的通式：Ba(1?x?y)SiO3:xEu2+,yR3+式(I)；式(I)中，R為Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一種或多種；0.0001≤x≤0.2；0.0001≤y≤0.2。

【技術特征摘要】
1.一種長余輝發光材料，其特征在于，具有式(I)所示的通式：
Ba(1-x-y)SiO3:xEu2+,yR3+式(I)；
式(I)中，R為Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、
Yb和Lu中的一種或多種；
0.0001≤x≤0.2；0.0001≤y≤0.2。
2.根據權利要求1所述的長余輝發光材料，其特征在于，所述x滿足以
下條件：0.005≤x≤0.02；
所述y滿足以下條件：0.005≤y≤0.02。
3.一種長余輝發光材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
a)將鋇源、硅源、銪源和摻雜金屬源混合，在還原氣氛中進行焙燒，得
到長余輝發光材料；
所述長余輝發光材料具有式(I)所示的通式：
Ba(1-x-y)SiO3:xEu2+,yR3+式(I)；
式(I)中，R為Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、
Yb和Lu中的一種或多種；
0.0001≤x≤0.2；0.0001≤y≤0.2。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述鋇源包括...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李成宇，賈永雷，龐然，姜麗宏，張粟，
申請(專利權)人：中國科學院長春應用化學研究所，
類型：發明
國別省市：吉林;22