專利名稱：碳酸鈣基紅色熒光材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種碳酸鈣基紅色熒光材料及采用低溫固相法對其制備的方法。
背景技術(shù)：
熒光材料分為無機熒光和有機熒光材料兩大類。盡管無機熒光材料通過十余年的研究和應(yīng)用，已在硫化鋅系和鋁酸鹽系熒光材料方面取得了巨大的進展，特別是在綠色和藍色熒光材料的制備工藝方面已逐漸趨向成熟，但紅色熒光材料的研究進展較慢。分析國內(nèi)外的相關(guān)研究報道，可按發(fā)光機制和激活劑的不同將紅色熒光材料分為三大類。一類是稀土元素激活的堿土鈦酸鹽，在波光為365nm的紫外光激發(fā)下，可在614nm附近出現(xiàn)發(fā)射峰，有較強的發(fā)光亮度，性能穩(wěn)定，但余輝時間短。另一類是稀土元素激活的堿土硫化物，目前制備的這類長余輝磷光粉激發(fā)譜很寬，在寬帶激發(fā)源的激發(fā)下發(fā)光效率較高，它的發(fā)射峰值可在620nm至670nm出現(xiàn)，余輝時間從30min至3h，但其在空氣中易氧化變質(zhì)，比如紅色熒光材料CaS:Eu的穩(wěn)定性較差，必須進行工藝處理才能應(yīng)用。第三類是稀土元素激活的堿土氧化物，其激發(fā)光源是波長為245nm的紫外光，在594nm和616nm處出現(xiàn)雙峰，熒光發(fā)光亮度好，不易變質(zhì)褪色，有較高的穩(wěn)定性，余輝時間可達2h。比如，中興大學(xué)的岳小潘等發(fā)表于《Materials kesearchbulletin》38(2003)1537-1544P的Ca(NO3)2和NH4HCO3為原料在室溫下使用共沉淀法合成的CaCO3:Eu紅色熒光材料。但是該發(fā)明使用共沉淀法，工藝復(fù)雜，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低廉，工藝簡單，發(fā)光亮度強的碳酸鈣基紅色熒光材料及其制備的方法。本發(fā)明的解決方案是一種碳酸鈣基紅色熒光材料，其特征在于主要原料按以下配比摻雜元素銪和鋰為碳酸鈣的1-10％摩爾，摻雜元素銪和鋰的摩爾比值為1-10。
其制備方法是按上述配比將原料混合均勻，將純度為40-70％的乙醇溶液加入到混合原料中研磨均勻；將研磨原料置于紅外干燥箱中干燥，將干燥好的原料置于箱式電阻爐中于600-800℃煅燒2-4小時。
本發(fā)明的碳酸鈣基紅色熒光材料和它的制備方法中含有元素銪的化合物為氧化銪，含有元素鋰的化合物為乙酸鋰。
本發(fā)明的機理是在CaCO3中摻雜稀土元素銪作為激活劑、堿金屬元素鋰作為助活劑，銪通過鋰的敏化作用進入CaO晶格中，實現(xiàn)他們之間的能量傳遞，可增強其發(fā)光性能。摻雜元素Eu3+有兩條紅色光的譜線，即618nm和593nm，而且Li+離子的半徑特別小，容易進入到CaCO3晶格中去，增加Eu3+在CaCO3中的溶解性。因此，在其中引入堿金屬元素鋰，既增強了紅色熒光材料的發(fā)光性能，又降低了昂貴稀土元素銪的使用量。以廉價的石灰石作為基材，且低溫固相法的制備工藝簡單，將大大降低了產(chǎn)品成本。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點a、以廉價的碳酸鈣為基料，大大節(jié)省了成本；b、產(chǎn)品的制備中，不需要在高溫下把CaCO3分解為CaO，其固相法溫度為600-800℃，比一般高溫固相法低500℃，大大節(jié)省了能源；c、使用非稀土金屬元素鋰作為助活劑，增強了紅色熒光材料的發(fā)光性能，又降低了昂貴稀土元素銪的使用量，大大降低了產(chǎn)品成本；d、采用稀土激活離子Eu3+，無需在特別條件下制備Eu2+，簡化了工藝條件。


圖1為本發(fā)明實施例產(chǎn)品測試得到的發(fā)射光譜圖實現(xiàn)方式本發(fā)明可結(jié)合實施例進一步說明實施例準(zhǔn)確稱量1g Eu2O3，按原料配比總摻雜元素銪和鋰為碳酸鈣的2％摩爾，摻雜元素銪和鋰的摩爾比值為2，其中含鋰的化合物為LiOH.H2O。在配比好的原料混合物中加入純度為50％的乙醇溶液，于研缽中研磨，混合均勻；將混合好的原料置于紅外干燥箱中于100℃干燥兩小時；將干燥好的原料分為三份，分別置于箱式電阻爐中于600℃、700℃、800℃煅燒，保溫4h，自然冷卻至室溫得白色粉末產(chǎn)品。將上述三種產(chǎn)品用分光光度計測試，在激發(fā)光譜245nm，其發(fā)射光譜在595nm處都有較強的發(fā)射峰，如圖1所示。
權(quán)利要求
1.一種碳酸鈣基紅色熒光材料，其特征在于主要原料按以下配比摻雜元素銪和鋰為碳酸鈣的1-10％摩爾，摻雜元素銪和鋰的摩爾比值為1-10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳酸鈣基紅色熒光材料，其特征在于含有銪元素的化合物為氧化銪，含有鋰元素的化合物為乙酸鋰。
3.一種如權(quán)利要求1所述的碳酸鈣基紅色熒光材料的制備方法，其特征在于按以下步驟進行a、將配比好的原料混合均勻，以純度為40-70％的乙醇溶液為溶劑加入到混合原料中研磨均勻；b、將研磨原料置于紅外干燥箱中于80-120℃干燥；c、將干燥好的原料置于箱式電阻爐中于600-800℃煅燒2-4小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的碳酸鈣基紅色熒光材料的制備方法，其特征在于含有銪元素的化合物為氧化銪，含有鋰元素的化合物為乙酸鋰。
全文摘要
本發(fā)明為一種碳酸鈣基紅色熒光材料及其制備的方法，這種材料以碳酸鈣作為基料，在碳酸鈣中摻雜稀土金屬銪離子和堿金屬鋰離子，通過低溫固相法制備。本發(fā)明不需要在高溫下把CaCO
文檔編號C09K11/78GK1840609SQ20051002065
公開日2006年10月4日 申請日期2005年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者盧忠遠(yuǎn), 康明, 孫蓉 申請人:康明