專利名稱：：白鎢礦發(fā)光材料的一種摻雜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及具有白鎢礦結(jié)構(gòu)的鎢酸鹽、鉬酸鹽實(shí)現(xiàn)稀土摻雜的一種方法，屬于材料的制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其適用于通過電化學(xué)方法、沉淀法合成的鎢酸鹽、鉬酸鹽材料的稀土摻雜。
背景技術(shù)：
：白鎢礦結(jié)構(gòu)的鎢酸鹽、鉬酸鹽是一類重要的光電功能材料，在激光、顯示、探測等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。相對于其它合成方法而言，電化學(xué)技術(shù)可在室溫水溶液環(huán)境下直接合成出晶態(tài)的鎢酸鹽、鉬酸鹽材料，具有能耗低、適宜工業(yè)化生產(chǎn)等突出優(yōu)點(diǎn)。但是，該技術(shù)合成的鎢酸鹽、鉬酸鹽，發(fā)光性能單一，只有本征的藍(lán)(綠)光，而且發(fā)光強(qiáng)度弱。為豐富其發(fā)光性能，實(shí)現(xiàn)高效發(fā)光，摻雜稀土離子是最有效的途徑。摻雜稀土的常用方法可分為兩類，第一類方法是將稀土原料直接加入到獲得發(fā)光基質(zhì)的物質(zhì)之中，通過混料等環(huán)節(jié)使稀土分散均勻、進(jìn)入發(fā)光基質(zhì)中。采用固相燒結(jié)法(或稱作固相反應(yīng)法)、溶膠_凝膠法、共沉淀法、絡(luò)合物前驅(qū)體法(如檸檬酸鹽前驅(qū)體法、聚合物前驅(qū)體法等)等方法合成的材料，一般都采用這一摻雜途徑。這種摻雜方式具有如下兩個弊端(1)需進(jìn)行高溫?zé)崽幚聿拍苡行У厥瓜⊥岭x子進(jìn)入發(fā)光基質(zhì)；(2)難以形成發(fā)光殼層-基質(zhì)核結(jié)構(gòu)，當(dāng)合成高摻雜濃度的材料時，稀土用量大。這兩方面都將導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加。第二類摻雜途徑是通過對發(fā)光基質(zhì)的后處理來實(shí)現(xiàn)摻雜，合成的材料往往具有稀土發(fā)光殼層-基質(zhì)核結(jié)構(gòu)。該方法主要應(yīng)用在第一類摻雜途徑不適宜或摻雜效果欠佳的場1=1o例如，電化學(xué)方法合成鎢酸鹽、鉬酸鹽，需在堿性較強(qiáng)的環(huán)境，而稀土離子在該環(huán)境中不能存在，因而不能在電化學(xué)合成鎢(鉬)酸鹽的過程中有效地實(shí)現(xiàn)稀土摻雜。若需摻雜稀土，則必須對它們進(jìn)行后處理。又如，共沉淀方法合成的摻Tb3+:CaW04，當(dāng)沉淀環(huán)境為堿性時，Tb3+的綠光發(fā)光效果差，在強(qiáng)堿性下合成的尤其弱，或者根本觀測不到綠光。最常用的后處理方式是將發(fā)光基質(zhì)分散到含稀土離子的膠體中，形成具有發(fā)光層-基質(zhì)核的包裹體。這種方式摻雜的材料也必須經(jīng)過高溫?zé)崽幚聿庞休^好的性能。顯然，包覆的摻雜手段也不具有節(jié)能、環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)。因此，如何克服現(xiàn)有的后處理摻雜技術(shù)必須經(jīng)過高溫處理的弊端，開發(fā)一種室溫環(huán)境下的稀土摻雜技術(shù)，使電化學(xué)法、沉淀法等方法合成的AM04(A=Mg，Ca，Sr，Ba，Pb；M=W，Mo)實(shí)現(xiàn)稀土摻雜，可使鎢(鉬)基稀土發(fā)光材料合成過程零能耗化，這將具有重要的經(jīng)濟(jì)應(yīng)用價值。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有摻雜技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種對電化學(xué)法、沉淀法等方法合成的AM04(A=Mg，Ca，Sr，Ba，Pb；M=ff,Mo)進(jìn)行后處理實(shí)現(xiàn)稀土摻雜的技術(shù)。該方法可在室溫環(huán)境下實(shí)現(xiàn)摻雜，不需要進(jìn)行后續(xù)的高溫退火處理，而且，合成的材料具有稀土發(fā)光殼層-基質(zhì)核結(jié)構(gòu)。因此，相對于現(xiàn)有的摻雜技術(shù)，本發(fā)明公開的摻雜技術(shù)不需要加熱及復(fù)雜的設(shè)備，具有零能耗、節(jié)省稀土原料、操作簡便等突出優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開六104仏=1%，〔3，51~，83，？13;1=1^0)發(fā)光材料的一種摻雜方法，采用后處理制造A位空位-稀土離子補(bǔ)位的摻雜思想，在室溫水溶液環(huán)境中通過浸泡處理實(shí)現(xiàn)稀土摻雜，即先將發(fā)光基質(zhì)浸泡在處理液中處理一段時間，產(chǎn)生A位空位，再在稀土鹽溶液中處理若干時間，稀土離子填補(bǔ)A位空位形成穩(wěn)定的發(fā)光中心，通過改變處理液的種類及濃度，可以控制鎢(鉬)酸鹽中稀土的種類及濃度。進(jìn)一步，所述稀土可溶鹽溶液中含有EU3+、Tb3+、La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Gd3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Yb3+、Lu3+離子。進(jìn)一步，所述產(chǎn)生A位空位、稀土離子補(bǔ)位處理可以分開進(jìn)行，也可在同一處理液中同時進(jìn)行。進(jìn)一步，所述發(fā)光基質(zhì)AM04(M=W，Mo)中的A位元素可以是Mg，Ca，Sr，Ba，Pb中的一種或多種元素。進(jìn)一步，所述處理液的pH值范圍為2到10。圖1摻雜處理流程圖2CaW04薄膜摻Tb3+處理8min后的光致發(fā)光譜(激發(fā)波長為237nm)具體實(shí)施例方式本發(fā)明采用后處理制造A位空位-稀土離子補(bǔ)位的摻雜思想，在室溫水溶液環(huán)境中通過浸泡處理實(shí)現(xiàn)稀土摻雜，即先將發(fā)光基質(zhì)AM04(A=Mg，Ca，Sr，Ba,Pb；M=ff,Mo)浸泡在處理液中處理一段時間，產(chǎn)生A位空位，再在稀土可溶鹽溶液中處理若干時間，稀土離子填補(bǔ)A位空位形成穩(wěn)定的發(fā)光中心。通過改變處理液的種類、濃度及處理時間，可以控制鎢(鉬)酸鹽中稀土的種類及濃度。具體的摻雜處理流程見圖1。以CaW04多晶膜或粉體摻Re3+為例實(shí)施例1.處理時間對CaW04多晶膜摻Tb3+濃度的影響圖1所示的兩步處理(制造A位空位、稀土離子補(bǔ)位處理)在實(shí)際操作中往往可以合二為一。處理時間與膜中Tb3+含量之間有下列的關(guān)系(如表1所示)。從表1可以看出，通過控制摻雜處理的時間也可以有效控制摻雜濃度。圖2給出了CaW04多晶膜摻Tb3+處理8min后的光致發(fā)光譜。在237nm光的激發(fā)下，CaW04基質(zhì)在450nm附近的寬帶發(fā)射得到了抑制，觀察到了較強(qiáng)的綠光，即Tb3+離子的發(fā)光，且線狀譜的半高寬小于lOnm。這說明，采用后處理能夠?qū)崿F(xiàn)CaW04多晶膜的稀土摻雜。表1處理時間與膜中Tb3+含量之間的關(guān)系<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例2.處理液中Eu、Tb比值對膜中Eu、Tb含量的影響表2給出了膜中Eu、Tb含量與處理液中Eu、Tb比值間的關(guān)系。從表中可以看出，通過改變處理液中的Eu、Tb比值，能夠控制膜中Eu、Tb元素的摻雜濃度。表2膜中Eu、Tb含量與處理液中Eu、Tb比值間的關(guān)系<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實(shí)施例3.沉淀法合成的CaW04粉末的摻Tb含量沉淀法合成的CaW04粉末也可以采用本發(fā)明介紹的摻雜方法摻雜。表3給出的是在Tb3+離子濃度為0.02mol/l的溶液中處理250分鐘的CaW04粉末的成分測試結(jié)果。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以推斷出，在CaW04微晶體的表面層內(nèi)形成了稀土濃度較高的發(fā)光殼層，這種發(fā)光殼層_基質(zhì)的殼/核結(jié)構(gòu)不僅有助于改善發(fā)光性能，還能節(jié)約稀土的用量。表3Tb3+:CaW04粉末的表面成分與體成分比較一覽表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求白鎢礦發(fā)光材料的一種摻雜方法，其特征在于，通過后處理，在發(fā)光基質(zhì)表面層內(nèi)制造A位空位-稀土離子再補(bǔ)位，從而合成出具有發(fā)光殼/核結(jié)構(gòu)的材料，通過改變處理液的種類、濃度及處理時間，可以控制Re3+:AMO4(A＝Mg，Ca，Sr，Ba，Pb；M＝W，Mo；Re＝rareearth)中稀土的種類及含量。2.如權(quán)利要求1所述的摻雜方法，其特征在于，處理液中含有EU3+、Tb3+、La3+、Ce3+、Pr3+、Nd3+、Sm3+、Gd3+、Dy3+、Ho3+、Er3+、Tm3+、Yb3+、Lu3+中的一種或兩種以上的離子。3.如權(quán)利要求1所述的摻雜方法，其特征在于，所述產(chǎn)生A位空位、稀土離子補(bǔ)位處理可以分開進(jìn)行，也可在同一處理液中同時進(jìn)行。4.如權(quán)利要求1所述的摻雜方法，其特征在于，所述處理液的pH值介于2到10。5.如權(quán)利要求1所述的摻雜方法，其特征在于，在發(fā)光基質(zhì)生長到一定階段后，往溶液中加入足夠濃度的稀土離子，調(diào)整好溶液的PH值后讓基質(zhì)繼續(xù)生長，從而合成出具有發(fā)光殼/核結(jié)構(gòu)的材料。全文摘要本發(fā)明公開了白鎢礦發(fā)光材料的一種摻雜方法，屬于材料的制備
技術(shù)領(lǐng)域：
。其特征在于通過后處理，在發(fā)光基質(zhì)表面層內(nèi)制造A位空位-稀土離子再補(bǔ)位，從而合成出具有發(fā)光殼/核結(jié)構(gòu)的材料，通過改變處理液的種類、濃度及處理時間，可以控制Re3+:AMO4(A＝Mg，Ca，Sr，Ba，Pb；M＝W，Mo；Re＝rareearth)中稀土的種類及含量。本發(fā)明在室溫環(huán)境下進(jìn)行，無須熱處理，合成的材料具有稀土發(fā)光殼-基質(zhì)核結(jié)構(gòu)，發(fā)光性能優(yōu)良。因此，相對于現(xiàn)有的摻雜技術(shù)，本發(fā)明公開的摻雜技術(shù)具有零能耗、節(jié)省稀土原料、操作簡便等突出優(yōu)點(diǎn)。文檔編號C09K11/68GK101805611SQ201010153529公開日2010年8月18日申請日期2010年4月23日優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日發(fā)明者陳連平申請人:陳連平