專利名稱：紅色鋁酸鍶長余輝材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種長余輝材料及制法，尤其是紅色鋁酸鍶長余輝材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
采用稀土元素銪等激活的鋁酸鹽發(fā)光體，是新一代的光致發(fā)光材料，因其具有節(jié)能、耐腐蝕和無放射性等特點(diǎn)，在建筑裝潢、交通運(yùn)輸、軍事設(shè)施、消防應(yīng)急、日用消費(fèi)品等領(lǐng)域顯示出廣泛的應(yīng)用前景。目前，人們?yōu)榱双@得它，作了一些嘗試和努力，如在2002年11月20日公開的中國發(fā)明專利申請公開說明書CN 1380373A中披露的“一種制備長余輝發(fā)光材料的方法”。它意欲提供一種鋁酸鍶系列蓄光型長余輝發(fā)光粉體材料的制備方法；該制備方法以工業(yè)鋁為原料，先將其制成烷氧基鋁，再根據(jù)醇鹽的溶膠-凝膠特性對碳酸鍶、激發(fā)劑、敏化劑等進(jìn)行反應(yīng)膠乳包覆處理，然后進(jìn)行干燥和煅燒。但是，這種制備方法存在著不足之處，首先，只能制得發(fā)藍(lán)光和綠光的長余輝材料，而沒有制備出發(fā)紅色光的長余輝材料；其次，制得的長余輝材料為粉體或塊體，在使用時(shí)尚需再進(jìn)行粉碎、篩分和研磨，這極易影響材料的發(fā)光強(qiáng)度，制約其的適用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種能發(fā)出紅色光的鋁酸鍶長余輝材料及其制備方法。
紅色鋁酸鍶長余輝材料具有以下化學(xué)式組成Sr2AAl2BO8:Eu2+，Dy3+，其中，A為1.5～3，B為1.0。
紅色鋁酸鍶長余輝材料的制備方法包括溶膠-凝膠法，特別是它是按以下步驟完成的(1)、按照硝酸鍶∶硝酸鋁∶硝酸銪∶硝酸鏑∶尿素∶水＝1.5～3∶1∶0.03∶0.03∶5∶200的摩爾比例，先依比例稱取硝酸鍶、硝酸鋁、硝酸銪和硝酸鏑放入容器內(nèi)，再向其中依比例添加對應(yīng)量的水和尿素，攪拌溶解后在密封狀態(tài)下于80～130℃保溫7～20小時(shí)得到產(chǎn)物，或者，按照水溶性鍶鹽∶堿式醋酸鋁∶水溶性銪鹽∶水溶性鏑鹽∶水＝1.5～3∶1∶0.03∶0.03∶200的摩爾比例，先稱取堿式醋酸鋁，將其與依比例對應(yīng)量的水混合后于80～100℃下形成溶膠，再于溶膠中加入依比例對應(yīng)量的水溶性鍶鹽、水溶性銪鹽和水溶性鏑鹽來進(jìn)一步形成溶膠；(2)、先對冷卻后的產(chǎn)物進(jìn)行過濾或?qū)⑷苣z脫水成凝膠，再將其于1200～1400℃下的保護(hù)性氣體中退火2～4小時(shí)，制得紅色鋁酸鍶長余輝材料。
作為紅色鋁酸鍶長余輝材料的制備方法的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的水溶性鍶鹽為硝酸鍶或醋酸鍶；所述的水溶性銪鹽為硝酸銪或醋酸銪；所述的水溶性鏑鹽為硝酸鏑或醋酸鏑；所述的保護(hù)性氣體為由93～98％氬氣和2～7％氫氣構(gòu)成的混合氣體。
相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，其一，對制得的紅色長余輝材料使用X-射線衍射儀進(jìn)行物相分析，從得到的X-射線衍射圖可知，材料的化學(xué)式組成為Sr2AAl2BO8:Eu2+，Dy3+，其中，A為1.5～3，B為1.0；其二，對長余輝材料使用全功能穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)熒光光譜儀進(jìn)行檢測，由它的光譜圖可知，當(dāng)激發(fā)光源從紫外到近紅外激發(fā)時(shí)，經(jīng)激發(fā)光源照射過的長余輝材料在撤去激發(fā)光源后自身還會繼續(xù)發(fā)光，其發(fā)出的余輝光的光譜范圍為紅色光；其三，在長余輝材料發(fā)紅色余輝光時(shí)用余輝曲線測量儀進(jìn)行測試后，從得到的余輝曲線圖可知，其發(fā)紅色余輝光的時(shí)間在到人眼最小分辨率0.32mcd/m2的情況下長達(dá)30分鐘以上；其四，制備的方法簡便、易操作，成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)成品不需再經(jīng)粉碎、篩分和研磨即可直接使用；其五，水溶性鍶鹽、銪鹽和鏑鹽分別可選用硝酸鍶或醋酸鍶、硝酸銪或醋酸銪、硝酸鏑或醋酸鏑，既使得原料的來源較為豐富，又使制備工藝更易實(shí)施且靈活。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
圖1是對長余輝材料用Phillips X Pert PRO型X-射線衍射儀Cu Kα輻射測得的紅色長余輝材料的X-射線衍射圖，其中，橫坐標(biāo)為2θ角度，縱坐標(biāo)為強(qiáng)度；圖2是對長余輝材料使用英國Edinburgh Instruments公司的FLS920型全功能穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)熒光光譜儀進(jìn)行檢測所得的光譜圖，其中，橫坐標(biāo)為波長，縱坐標(biāo)為強(qiáng)度，譜圖中的虛線為激發(fā)光譜，實(shí)線為光激發(fā)停止后所測得的余輝發(fā)光譜；圖3是對紅色長余輝材料使用波長為365nm、強(qiáng)度為6mW/cm2的Hg燈紫外線輻照10分鐘后，再用北京師范大學(xué)光電儀器廠的ST-900型微弱光光度計(jì)測量所得到的余輝衰減曲線，其中，橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為發(fā)光強(qiáng)度。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1制備步驟如下，1)、將硝酸鍶1.5mol、硝酸鋁1.0mol、硝酸銪0.03mol、硝酸鏑0.03mol放入容器內(nèi)，再向其中添加水200mol和尿素5.0mol，攪拌溶解后在密封狀態(tài)下于80℃保溫20小時(shí)得到產(chǎn)物?；蛘?，將堿式醋酸鋁1.0mol與水200mol混合后于100℃下形成溶膠，再于溶膠中加入硝酸鍶1.5mol(或醋酸鍶1.5mol)、硝酸銪0.03mol(或醋酸銪0.03mol)、硝酸鏑0.03mol(或醋酸鏑0.03mol)來進(jìn)一步形成溶膠。2)、先對冷卻后的產(chǎn)物進(jìn)行過濾或?qū)⑷苣z脫水成凝膠，再將其于1200℃下的保護(hù)性氣體中退火4小時(shí)；其中，保護(hù)性氣體為由93％氬氣和7％氫氣構(gòu)成的混合氣體，制得近似于如圖1、圖2中的實(shí)線和圖3中的曲線所示的紅色鋁酸鍶長余輝材料。
實(shí)施例2制備步驟如下，1)、將硝酸鍶1.8mol、硝酸鋁1.0mol、硝酸銪0.03mol、硝酸鏑0.03mol放入容器內(nèi)，再向其中添加水200mol和尿素5.0mol，攪拌溶解后在密封狀態(tài)下于90℃保溫17小時(shí)得到產(chǎn)物。或者，將堿式醋酸鋁1.0mol與水200mol混合后于95℃下形成溶膠，再于溶膠中加入硝酸鍶1.8mol(或醋酸鍶1.8mol)、硝酸銪0.03mol(或醋酸銪0.03mol)、硝酸鏑0.03mol(或醋酸鏑0.03mol)來進(jìn)一步形成溶膠。2)、先對冷卻后的產(chǎn)物進(jìn)行過濾或?qū)⑷苣z脫水成凝膠，再將其于1250℃下的保護(hù)性氣體中退火3.5小時(shí)；其中，保護(hù)性氣體為由94％氬氣和6％氫氣構(gòu)成的混合氣體，制得近似于如圖1、圖2中的實(shí)線和圖3中的曲線所示的紅色鋁酸鍶長余輝材料。
實(shí)施例3制備步驟如下，1)、將硝酸鍶2.3mol、硝酸鋁1.0mol、硝酸銪0.03mol、硝酸鏑0.03mol放入容器內(nèi)，再向其中添加水200mol和尿素5.0mol，攪拌溶解后在密封狀態(tài)下于100℃保溫13小時(shí)得到產(chǎn)物?；蛘?，將堿式醋酸鋁1.0mol與水200mol混合后于90℃下形成溶膠，再于溶膠中加入硝酸鍶2.3mol(或醋酸鍶2.3mol)、硝酸銪0.03mol(或醋酸銪0.03mol)、硝酸鏑0.03mol(或醋酸鏑0.03mol)來進(jìn)一步形成溶膠。2)、先對冷卻后的產(chǎn)物進(jìn)行過濾或?qū)⑷苣z脫水成凝膠，再將其于1300℃下的保護(hù)性氣體中退火3小時(shí)；其中，保護(hù)性氣體為由96％氬氣和4％氫氣構(gòu)成的混合氣體，制得近似于如圖1、圖2中的實(shí)線和圖3中的曲線所示的紅色鋁酸鍶長余輝材料。
實(shí)施例4制備步驟如下，1)、將硝酸鍶2.7mol、硝酸鋁1.0mol、硝酸銪0.03mol、硝酸鏑0.03mol放入容器內(nèi)，再向其中添加水200mol和尿素5.0mol，攪拌溶解后在密封狀態(tài)下于115℃保溫10小時(shí)得到產(chǎn)物?；蛘?，將堿式醋酸鋁1.0mol與水200mol混合后于85℃下形成溶膠，再于溶膠中加入硝酸鍶2.7mol(或醋酸鍶2.7mol)、硝酸銪0.03mol(或醋酸銪0.03mol)、硝酸鏑0.03mol(或醋酸鏑0.03mol)來進(jìn)一步形成溶膠。2)、先對冷卻后的產(chǎn)物進(jìn)行過濾或?qū)⑷苣z脫水成凝膠，再將其于1350℃下的保護(hù)性氣體中退火2.5小時(shí)；其中，保護(hù)性氣體為由97％氬氣和3％氫氣構(gòu)成的混合氣體，制得近似于如圖1、圖2中的實(shí)線和圖3中的曲線所示的紅色鋁酸鍶長余輝材料。
實(shí)施例5制備步驟如下，1)、將硝酸鍶3.0mol、硝酸鋁1.0mol、硝酸銪0.03mol、硝酸鏑0.03mol放入容器內(nèi)，再向其中添加水200mol和尿素5.0mol，攪拌溶解后在密封狀態(tài)下于130℃保溫7小時(shí)得到產(chǎn)物?；蛘撸瑢A式醋酸鋁1.0mol與水200mol混合后于80℃下形成溶膠，再于溶膠中加入硝酸鍶3.0mol(或醋酸鍶3.0mol)、硝酸銪0.03mol(或醋酸銪0.03mol)、硝酸鏑0.03mol(或醋酸鏑0.03mol)來進(jìn)一步形成溶膠。2)、先對冷卻后的產(chǎn)物進(jìn)行過濾或?qū)⑷苣z脫水成凝膠，再將其于1400℃下的保護(hù)性氣體中退火2小時(shí)；其中，保護(hù)性氣體為由98％氬氣和2％氫氣構(gòu)成的混合氣體，制得如圖1、圖2中的實(shí)線和圖3中的曲線所示的紅色鋁酸鍶長余輝材料。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明的紅色鋁酸鍶長余輝材料及其制備方法進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種紅色鋁酸鍶長余輝材料，其特征在于具有以下化學(xué)式組成Sr2AAl2BO8:Eu2+，Dy3+，其中，A為1.5～3，B為1.0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅色鋁酸鍶長余輝材料的制備方法，包括溶膠-凝膠法，其特征在于是按以下步驟完成的2.1、按照硝酸鍶∶硝酸鋁∶硝酸銪∶硝酸鏑∶尿素∶水＝1.5～3∶1∶0.03∶0.03∶5∶200的摩爾比例，先依比例稱取硝酸鍶、硝酸鋁、硝酸銪和硝酸鏑放入容器內(nèi)，再向其中依比例添加對應(yīng)量的水和尿素，攪拌溶解后在密封狀態(tài)下于80～130℃保溫7～20小時(shí)得到產(chǎn)物，或者，按照水溶性鍶鹽∶堿式醋酸鋁∶水溶性銪鹽∶水溶性鏑鹽∶水＝1.5～3∶1∶0.03∶0.03∶200的摩爾比例，先稱取堿式醋酸鋁，將其與依比例對應(yīng)量的水混合后于80～100℃下形成溶膠，再于溶膠中加入依比例對應(yīng)量的水溶性鍶鹽、水溶性銪鹽和水溶性鏑鹽來進(jìn)一步形成溶膠；2.2、先對冷卻后的產(chǎn)物進(jìn)行過濾或?qū)⑷苣z脫水成凝膠，再將其于1200～1400℃下的保護(hù)性氣體中退火2～4小時(shí)，制得紅色鋁酸鍶長余輝材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅色鋁酸鍶長余輝材料的制備方法，其特征是水溶性鍶鹽為硝酸鍶或醋酸鍶。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅色鋁酸鍶長余輝材料的制備方法，其特征是水溶性銪鹽為硝酸銪或醋酸銪。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅色鋁酸鍶長余輝材料的制備方法，其特征是水溶性鏑鹽為硝酸鏑或醋酸鏑。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅色鋁酸鍶長余輝材料的制備方法，其特征是保護(hù)性氣體為由93～98％氬氣和2～7％氫氣構(gòu)成的混合氣體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紅色鋁酸鍶長余輝材料及其制備方法。材料組成為Sr
文檔編號C09K11/80GK1840610SQ20051003871
公開日2006年10月4日 申請日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月31日
發(fā)明者程抱昌, 方明, 張立德 申請人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院