專利名稱：一種鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光材料，特別是一種鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，發(fā)光材料的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，稀土離子激活的堿土金屬鋁酸鹽類發(fā)光材 料成為長余輝發(fā)光材料的研究熱點。由于其性能遠遠強于以往的硫化物基長余輝發(fā)光材 料，亮度高、余輝時間長、安全可靠等優(yōu)點，被越來越多的采用。這種材料經(jīng)太陽光、日光燈 等光源短時間照射后，在黑暗處放射出可見光，其發(fā)光持續(xù)時間最長可達十幾小時以上。
由于其具備優(yōu)良的性能，可廣泛應(yīng)用于各個方面，如發(fā)光塑料，發(fā)光樹脂，發(fā)光涂 料等制成的發(fā)光涂料可作為夜光公路行車道漆，在安全標(biāo)識、防偽、室內(nèi)裝飾、廣告牌及工 藝美術(shù)等領(lǐng)域也有著巨大的應(yīng)用前景。 另外，還可制成發(fā)光玻璃、發(fā)光玉石、發(fā)光搪瓷制品等，都將成為鋁酸鹽長余輝材 料應(yīng)用的新領(lǐng)域。 而目前制備長余輝發(fā)光材料的方法中，傳統(tǒng)的方法制備的產(chǎn)物粒子較粗大，發(fā)光 效率不是很高。常用的固相燒結(jié)合成法制備的產(chǎn)物團聚很厲害，混合很難達到均勻，純度及 發(fā)光性能都受到一定的限制，有待提高。并且紫外光或其它可見光激發(fā)發(fā)光材料時，被激活 的發(fā)光中心主要集中在材料表面，其在固體內(nèi)穿透的深度是有限的。因此大顆粒的粒子組 成的表面被激活發(fā)光時受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料及其制備方法，該方法制備的發(fā)光材料避 免了產(chǎn)物粒子粒徑集中度低，使產(chǎn)物顆粒保持細小一致，能夠顯著提高發(fā)光性能，獲得理想 的發(fā)光材料。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料，其特征在于該 鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料的化學(xué)通式為M(1—x—y)A^(VEu,，Dyy，其中
M元素為含有Ca、 Sr、 Ba的硝酸鹽中的一種或多種組合物；
x為0. 001 0. 03， y為0. 01 0. 2。
所述該發(fā)光材料的制備方法步驟如下 a)按照通式M(1—x—y)Al204:Eux， Dyy采用M， Al、 Eu、 Dy可溶性原料，利用去離子水溶 解原料配成溶液，用尿素作為沉淀劑進行沉淀，加熱攪拌，得到前軀體混合沉淀物，將沉淀 物與液體分離； b)將沉淀物用去離子水進行洗滌、干燥，得到粒徑細小均勻的復(fù)合前驅(qū)物粉體。
c)在N2_H2的混合氣氛下，于高溫爐中燒結(jié)，得到M(1—x—y)Al204:Eux， Dyy長余輝發(fā)光 材料，研磨過篩制得所需粒徑的粉體。 所述利用去離子水溶解原料配成溶液，其中固液比為1 : 1 2。 所述用尿素作為沉淀劑，該尿素溶液的加入量與可溶性材料的摩爾比為5
38 : l，尿素溶液的濃度為O. 4 lmol/L。 所述Eu3+和Dy3+的硝酸鹽配制成溶液的濃度為0. 05 lmol/L。
所述加熱溫度為80 99°C 。 所述干燥是通過真空干燥箱對洗滌后產(chǎn)物進行干燥，干燥箱溫度為80 120°C。
所述燒結(jié)溫度為1300 160(TC，燒結(jié)時間為3 8小時。 該鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料的一般表述式為M(1—x—y)Al204:Eux， Dyy，其中M為Ca、 Sr、 Ba中的一種或多種，x為0. 001 0. 03， y為0. 01 0. 2。所述鋁酸鹽為鋁酸鍶，或鋁酸鈣， 或鋁酸鋇等長余輝發(fā)光材料。 在以往共沉淀制備長余輝發(fā)光材料的過程中，大多采用NH3 H20-NH4HC03溶液作 為沉淀劑，在沉淀的過程中，NH3 1120周圍OH—離子濃度相對很高，導(dǎo)致沉淀在一定范圍內(nèi) 集中，從而引起離子沉淀不均勻。而本發(fā)明采用尿素((NH2)2C0)作為沉淀劑就可避免上 述問題，因為尿素在水中隨著不斷的加溫攪拌，在已經(jīng)均勻分布的情況下，逐漸緩慢釋放出 OH—離子，從而使得反應(yīng)生成的沉淀細致均勻，也使得沉淀更為致密。


圖1為實施例1產(chǎn)物的X射線粉晶衍射圖； 圖2為實施例1合成的長余輝發(fā)光材料的余輝衰減曲線圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明，下述實施例僅用于說明本發(fā)明，但
并不用于限制本發(fā)明的實施范圍。 實施例1 按照通式M(1—x—y)Al204: Eux， Dyy首先稱取①Sr (N03) 220. 845g，②Al (N03) 3 9H20 75. 022g，③Eu (N03) 3 6H20 0. 139g Dy (N03) 3 6H200. 273g，用去離子水分別溶解；其中固 液比為1 : 1 2 ;再將各溶液混合后，加入到600ml (NH2) 2C0的溶液中，該(NH2) 2C0的溶液 的濃度為0.4mol/L，該尿素溶液的加入量與可溶性材料的摩爾比為5 8 : l，然后加熱至 96t:攪拌，形成沉淀，并將沉淀與液體分離；之后將沉淀用去離子水洗滌1-2次，再通過真 空干燥箱對洗滌后的產(chǎn)物進行干燥，干燥溫度為90°C，得到粒徑細小均勻的復(fù)合前驅(qū)分體。 然后在90% N2 10% H2混合氣氛下，于燒結(jié)爐中130(TC下保溫4小時，得到SrAl204:Eu2+， Dy3+長余輝發(fā)光材料，經(jīng)研磨過篩，得到所需粒徑的粉體。
實施例2 按照通式M(1—x—y)Al204: Eux， Dyy首先稱?、貱a (N03) 223. 260g，②Al (N03) 3 9H20 75. 022g，③Eu (N03) 3 6H20 0. 139g Dy (N03) 3 6H200. 273g，用去離子水分別溶解，其中固 液比為1 : 1 2 ;再將各溶液混合后，加入到800ml (NH2)2C0的溶液中，該(NH2)2C0的溶 液的濃度為0.6mol/L，該尿素溶液的加入量與可溶性材料的摩爾比為5 8 : l，然后加熱 至99t:攪拌，形成沉淀，并將沉淀與液體分離；之后將沉淀用去離子水洗滌1-3次，再通過 真空干燥箱對洗滌后的產(chǎn)物進行干燥，干燥溫度為12(TC，得到前驅(qū)體粉體。然后在90% N2-10% H2混合氣氛下，于燒結(jié)爐中140(TC下保溫3小時，得到CaAl204:Eu2+， Dy3+長余輝發(fā) 光材料，經(jīng)研磨過篩，得到所需粒徑的粉體。
實施例3 按照通式Md—x—y)Al204:Eux， Dyy首先稱?、貰a (N03) 2 25. 741g，②Al (N03) 3 9H20 75. 022g，③Eu (N03) 3 6H20 0. 139g Dy (N03) 3 6H200. 273g，用去離子水分別溶解，其中固 液比為1 : 1 2 ;再將各溶液混合后，加入到800ml (NH2)2C0的溶液中，該(NH2)2C0的溶 液的濃度為lmol/L，該尿素溶液的加入量與可溶性材料的摩爾比為5 8 : l，然后加熱至 8(TC攪拌，形成沉淀，并將沉淀與液體分離；之后將沉淀用去離子水洗滌1-3次，再通過真 空干燥箱對洗滌后的產(chǎn)物進行干燥，得到前驅(qū)體粉體。然后在90%^-10%112混合氣氛下， 于燒結(jié)爐中160(TC下保溫5小時，得到CaA^(VEu2、 Dy3+長余輝發(fā)光材料，經(jīng)研磨過篩，得 到所需粒徑的粉體。
實施例4 按照通式Md—x—y)Al204:Eux， Dyy首先稱?、賁r (N03) 2 16. 697g，②Al (N03) 3 9H20 75. 022g， Eu(N03)3 6H20 0. 028g Dy (N03) 3 6H205. 46g，用去離子水分別溶解；其中固 液比為1 : 1 2 ;再將各溶液混合后，加入到800ml (NH2)2CO的溶液中，該(NH2)2CO的溶 液的濃度為0. 4 lmol/L，該尿素溶液的加入量與可溶性材料的摩爾比為5 8 : 1，然 后加熱至96t:攪拌，形成沉淀，并將沉淀與液體分離；之后將沉淀用去離子水洗滌1-2次， 再通過真空干燥箱對洗滌后的產(chǎn)物進行干燥，干燥溫度為9(TC，得到粒徑細小均勻的復(fù)合 前驅(qū)分體。然后在90% N2 10% H2混合氣氛下，于燒結(jié)爐中130(TC下保溫8小時，得到 SrAl204:Eu2+， Dy3+長余輝發(fā)光材料，經(jīng)研磨過篩，得到所需粒徑的粉體。
實施例5 按照通式Md—x—y)Al204:Eux， Dyy首先稱?、賁r (N03) 2 18. 411g，②Al (N03) 3 9H20 75. 022g，③Eu (N03) 3 6H20 0. 834g Dy (N03) 3 6H202. 73g，用去離子水分別溶解；其中固 液比為1 : 1 2 ;再將各溶液混合后，加入到600ml (NH2) 2C0的溶液中，該(NH2) 2C0的溶液 的濃度為0. 8mol/L，然后加熱至96t:攪拌，形成沉淀，并將沉淀與液體分離；之后將沉淀用 去離子水洗滌1-2次，再通過真空干燥箱對洗滌后的產(chǎn)物進行干燥，干燥溫度為9(TC，得到 粒徑細小均勻的復(fù)合前驅(qū)分體。然后在90% N2 10% H2混合氣氛下，于燒結(jié)爐中1300°C 下保溫4小時，得到SrAl204:EU2+，Dy3+長余輝發(fā)光材料，經(jīng)研磨過篩，得到所需粒徑的粉體。
通過上述方法制得的SrAl204:Eu2+，Dy3+長余輝發(fā)光材料，可以被260 450m波長 范圍的可見光激發(fā)，發(fā)光為黃綠色，發(fā)射主峰波長位于518nm左右，余輝在人眼可辨亮度范 圍內(nèi)(0. 32mcd/m2)可達25小時以上。參見說明書附圖1和圖2。
權(quán)利要求
一種鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料，其特征在于該鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料的化學(xué)通式為M(1-x-y)Al2O4:Eux，Dyy，其中M元素為含有Ca、Sr、Ba的硝酸鹽中的一種或多種組合物；x為0.001～0.03，y為0.01～0.2。
2. —種鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征在于所述該發(fā)光材料的制備方法 步驟如下a) 按照通式M(1—x—y)Al204:Eux， Dyy采用M， Al、 Eu、 Dy可溶性原料，利用去離子水溶解原 料配成溶液，用尿素作為沉淀劑進行沉淀，加熱攪拌，得到前軀體混合沉淀物，將沉淀物與 液體分離；b) 將沉淀物用去離子水進行洗滌、干燥，得到粒徑細小均勻的復(fù)合前驅(qū)物粉體；c) 在N2-H2的混合氣氛下，于高溫爐中燒結(jié)，得到M(1—x—y)Al204:Eux，Dyy長余輝發(fā)光材料， 研磨過篩制得所需粒徑的粉體。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征在于所述利 用去離子水溶解原料配成溶液，其中固液比為1 : 1 2。
4. 如權(quán)利要求2所述的一種鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征在于所述用 尿素作為沉淀劑，該尿素溶液的加入量與可溶性材料的摩爾比為5 8 : l，尿素溶液的濃 度為0. 4 lmol/L。
5. 如權(quán)利要求2所述的一種鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征在于所述￡1!3+ 和Dy3+的硝酸鹽配制成溶液的濃度為0. 05 lmol/L。
6. 如權(quán)利要求2所述的一種鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征在于所述加 熱溫度為80 99°C。
7. 如權(quán)利要求2所述的一種鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征在于所述干 燥是通過真空干燥箱對洗滌后產(chǎn)物進行干燥，干燥箱溫度為80 120°C。
8. 如權(quán)利要求2所述的一種鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征在于所述燒 結(jié)溫度為1300 1600。C，燒結(jié)時間為3 8h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁酸鹽長余輝發(fā)光材料及制備方法，該方法步驟如下a)按照通式M(1-x-y)Al2O4:Eux，Dyy采用M，Al、Eu、Dy可溶性原料，利用去離子水溶解原料配成溶液，用尿素作為沉淀劑進行沉淀，將Eu3+和Dy3+的硝酸鹽配制成溶液加入到上述溶液中，加熱攪拌，得到前軀體混合沉淀物，將沉淀物與液體分離；b)將沉淀物用去離子水進行洗滌、干燥，得到粒徑細小均勻的復(fù)合前驅(qū)物粉體；c)在N2-H2的混合氣氛下，于高溫爐中燒結(jié)，得到M(1-x-y)Al2O4:Eux，Dyy長余輝發(fā)光材料，研磨過篩制得所需粒徑的粉體。采用共沉淀法以尿素((NH2)2CO)作為沉淀劑制備前軀體混合沉淀物，避免了產(chǎn)物粒子形成團聚，使產(chǎn)物顆粒保持細小一致，能夠顯著提高發(fā)光性能，獲得理想的發(fā)光材料。
文檔編號C09K11/77GK101717640SQ20091021881
公開日2010年6月2日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者王少卿 申請人:彩虹集團公司