一種釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料、制備方法及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料、制備方法及應(yīng)用。發(fā)光材料的化學(xué)式為Ba3W1-xMoxV1-yPyO8.5，其中，0≤x≤0.5;0≤y≤0.5。本發(fā)明分別采用高溫固相法和溶液法制備，生產(chǎn)成本和設(shè)備要求低，所得產(chǎn)品顯色性好，發(fā)光性能穩(wěn)定，易于操作和工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明制備的材料在紫外光激發(fā)下發(fā)出以500納米波長為主的藍(lán)綠色熒光，可廣泛應(yīng)用于照明和顯示領(lǐng)域；在X射線激發(fā)下，具有高的光輸出和快的衰減，顯示出優(yōu)異的閃爍發(fā)光性能，可用于正電子發(fā)射層析攝影術(shù)、X射線計算機(jī)斷層掃描以及X射線熒光增感屏等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和其他高能射線探測成像【技術(shù)領(lǐng)域】。
【專利說明】—種釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料、制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自激活發(fā)光材料、制備方法及其應(yīng)用，特別涉及一種在紫外和X射線激發(fā)下發(fā)射藍(lán)綠色熒光的釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料，可用于制備白光LED照明器件，其閃爍發(fā)光性能可用于高能物理粒子探測和醫(yī)療影像設(shè)備中，屬于無機(jī)發(fā)光材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，發(fā)光材料由基質(zhì)和激活劑組成，其發(fā)光性能主要來源于合成過程中所形成晶體的晶格里產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)缺陷和雜質(zhì)缺陷。在基質(zhì)材料中加入某種元素，高溫合成過程中，加入元素的離子摻入到基質(zhì)晶格形成雜質(zhì)缺陷。由這種缺陷引起的發(fā)光稱為激活發(fā)光，加入的元素稱為激活劑，也叫做發(fā)光中心；結(jié)構(gòu)缺陷是晶格點間產(chǎn)生空位和離子，也稱晶格缺陷，由材料的晶格缺陷引起的發(fā)光叫做自激活發(fā)光。由此可見，自激活發(fā)光材料的激活離子不是作為雜質(zhì)摻入基質(zhì)晶體中，其本身就是晶體中一種化學(xué)計量比的組分，因此，自激活發(fā)光材料與稀土摻雜的發(fā)光材料相比，具有較低的制造成本，更簡單的生產(chǎn)工藝，逐漸成為目前研究的一個熱點。
[0003]基質(zhì)材料的晶體場對材料的發(fā)光性能有很大的影響。對于鋁酸鹽、硅酸鹽氧化物等基質(zhì)材料，制備過程普遍存在結(jié)構(gòu)不確定、相純度不高、合成溫度高、熱穩(wěn)定性或化學(xué)穩(wěn)定性差、容易吸潮而使性能劣化等缺陷。而以釩酸鹽、鎢酸鹽和鑰酸鹽為基質(zhì)的發(fā)光材料具有極佳的熱穩(wěn)定性和長波激發(fā)性能，近年來在照明和閃爍晶體等領(lǐng)域得到廣泛地關(guān)注。中國發(fā)明專利(CN1779000)公開了一種新型摻鈰釩酸鹽晶體材料，具有優(yōu)異的閃爍發(fā)光性能，可作為閃爍探測器的部件，用于影像核醫(yī)學(xué)診斷、地質(zhì)勘探、天文空間物理學(xué)等領(lǐng)域中。中國發(fā)明專利(CN1858150)公開了一種三價稀土離子(Eu3+)激活的鎢酸鹽閃爍發(fā)光材料，在X射線激發(fā)下，發(fā)光強度約為無機(jī)閃爍體Lu2O3 = Eu3+的1.14倍，發(fā)光為610納米左右的紅色光，與CXD探測器的光譜敏感度匹配良好。中國發(fā)明專利(CN101260297)公開了一種鎢酸銫鈉閃爍晶體，其晶體物化性能穩(wěn)定，是本征發(fā)光的閃爍體材料，無須任何摻雜離子，在X射線激發(fā)下的發(fā)光很強，發(fā)光波長與現(xiàn)有的光電倍增管能夠很好地偶合。然而，由于純相稀土鎢酸鹽的獲得困難，因而造成以稀土鎢酸鹽為基質(zhì)的熒光材料制備成本較高，影響其推廣應(yīng)用。
[0004]因此，開發(fā)制備工藝簡單，生產(chǎn)成本低，穩(wěn)定好，熒光強度高，顯色性好的發(fā)光材料具有重要意義。本發(fā)明選用釩鎢酸鋇制備自激活發(fā)光材料，無須任何摻雜離子，可以降低成本，優(yōu)化生產(chǎn)工藝。在紫外光激發(fā)下，發(fā)光性能穩(wěn)定，色純度高；在X射線激發(fā)下具有閃爍性能。目前，國內(nèi)外尚未有釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料的相關(guān)報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有自激活發(fā)光材料技術(shù)存在的生產(chǎn)成本高，基質(zhì)性能不穩(wěn)定等不足之處，提供一種發(fā)光效率顯著、光穩(wěn)定性好，制備方法簡單且環(huán)保的高性能釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料、制備方法及其應(yīng)用。
[0006]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料，它的化學(xué)式為，其中，X為鑰離子Mo6+摻雜的摩爾濃度，y為磷離子P5+摻雜的摩爾濃度，O≤X≤0.5，0≤y≤0.5。
[0007]如上所述的釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料的制備方法，一種是采用高溫固相法，包括如下步驟:
1、按化學(xué)式Ba3WhMoxV1IPyCV5中各元素的化學(xué)計量比，其中，O≤x≤0.5，O≤y≤0.5，分別稱取含有鋇離子Ba2+的化合物、含有鎢離子W6+的化合物、含有鑰離子Mo6+的化合物、含有釩離子V5+的化合物、含有磷離子P5+的化合物，研磨并混合均勻；
2、將步驟I得到的混合物在空氣氣氛下預(yù)燒結(jié)I~2次，預(yù)燒結(jié)溫度為200~600°C，燒結(jié)時間為I~15小時，自然冷卻后，研磨并混合均勻；
3、將步驟2得到的混合物在空氣氣氛中煅燒，煅燒溫度為600~950°C，煅燒時間為1~12小時，自然冷卻后，研磨并混合均勻；
4、將步驟3得到的混合物在空氣氣氛中煅燒，煅燒溫度為950~1300°C，煅燒時間為1~15小時，冷卻至室溫，研磨均勻后即得到一種粉末狀釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料。
[0008]采用高溫固相法時，步驟2的燒結(jié)溫度為250~580°C，煅燒時間為2~12小時；步驟3的煅燒溫度為650~900°C，煅燒時間為3~10小時；步驟4的煅燒溫度為1000~1250°C，煅燒時間為3~13小時。
[0009]本發(fā)明所述的釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料的制備方法，還可以采用化學(xué)合成法，包括如下步驟:
1、按化學(xué)式Ba3WhMoxV1IPyCV5中各元素的化學(xué)計量比，其中，O≤x≤0.5，O≤y≤0.5，分別稱取含有鋇離子Ba2+的化合物、含有鎢離子W6+的化合物、含有鑰離子Mo6+的化合物、含有釩離子V5+的化合物、含有磷離子P5+的化合物，將它們分別完全溶解于稀硝酸中，按體積計，用2~5倍的去離子水稀釋；
2、按各原料中反應(yīng)物質(zhì)量的0.5~2.0 wt%分別添加絡(luò)合劑，在磁力攪拌下至完全溶解，得到完全溶解的各原料的溶液；所述的絡(luò)合劑為檸檬酸或草酸中的一種；
3、將步驟2得到的各原料的溶液緩慢混合，在溫度為50~100°C的條件下攪拌至完全混合均勻，靜置、烘干，得到蓬松的前驅(qū)體；
4、將前驅(qū)體置于馬弗爐中，在空氣氣氛下預(yù)燒結(jié)I~2次，燒結(jié)溫度為300~800°C，一次的燒結(jié)時間為3~10小時，自然冷卻后，研磨并混合均勻；
5、將步驟4得到的混合物在空氣氣氛中煅燒，煅燒溫度為800~1300°C，煅燒時間為1~15小時；自然冷卻至室溫，研磨均勻后即得到一種粉末狀釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料。
[0010]采用化學(xué)合成法制備釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料時，步驟4的燒結(jié)溫度為350~750°C，煅燒時間為4~9小時；步驟5的煅燒溫度為850~1250°C，煅燒時間為3~13小時。
[0011]本發(fā)明技術(shù)方案中，所述的含有鋇離子Ba2+的化合物為氧化鋇、碳酸鋇、硫酸鋇、硝酸鋇、氟化鋇中的一種；所述的含有鎢離子W6+的化合物為氧化鎢、鎢酸銨中的一種；所述的含有鑰離子Mo6+的化合物為氧化鑰、鑰酸銨中的一種；所述的含有釩離子V5+的化合物為五氧化二釩、釩酸銨中的一種；所述的含有磷離子P5+的化合物為磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、正磷酸銨中的一種。優(yōu)選的方案是:含有鋇離子Ba2+的化合物為碳酸鋇，含有鎢離子W6+的化合物為氧化鎢，含有鑰離子Mo6+的化合物為鑰酸銨，含有釩離子V5+的化合物為釩酸銨，含有磷離子P5+的化合物為磷酸二氫銨。
[0012]本發(fā)明提供的一種釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料，應(yīng)用于制備白光LED照明和顯示器件；或用于正電子發(fā)射層析攝影術(shù)、X射線計算機(jī)斷層掃描、X射線熒光增感屏。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明技術(shù)方案優(yōu)點在于:
1、基質(zhì)材料Ba3WV08.5是很好的自激活發(fā)光材料，無須任何摻雜離子，為寬帶發(fā)射，激發(fā)波長位于365納米附近，在紫外區(qū)域有很好的吸收，可以用于紫外激發(fā)發(fā)光。
[0014]2、本發(fā)明熒光材料在紫外光激發(fā)下，發(fā)出以500納米波長為主的藍(lán)綠色熒光，發(fā)光強度高，色度純正，可應(yīng)用在白光LED領(lǐng)域。
[0015]3、本發(fā)明熒光材料在X射線激發(fā)下，發(fā)光中心在520納米左右，且有高的光輸出和快的衰減，閃爍發(fā)光性能良好，可用于正電子發(fā)射層析攝影術(shù)、X射線計算機(jī)斷層掃描以及X射線熒光增感屏等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和其他高能射線探測成像【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0016]4、本發(fā)明提供的釩鎢酸鋇發(fā)光材料，原料來源豐富，價格低廉，而且制備工藝簡單，易于操作，對于設(shè)備的要求低，無廢水廢氣排放，對環(huán)境友好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例1所制得的Ba3WVO8.5材料樣品的掃描電鏡圖；
圖2為本發(fā)明實施例1所制得的Ba3WVO8.5材料樣品在365納米波長激發(fā)下的發(fā)光光譜
圖；
圖3為本發(fā)明實施例2所制得的Ba3Wa ^oa5Va5Pa5CV5材料樣品在監(jiān)測波長500納米下的激發(fā)光譜圖；
圖4為本發(fā)明實施例3所制得的Ba3Wa7Moa3Va8Pa2CV5材料樣品的X射線粉末衍射圖
譜；
圖5為本發(fā)明實施例3所制得的Ba3Wa ^oa3Va8Pa2CV5材料樣品在X射線激發(fā)下的發(fā)光光譜圖；
圖6為本發(fā)明實施例4所制得的Ba3Wa8Moa2V08.5材料樣品在激發(fā)波長為355納米，監(jiān)測波長分別為400納米和520納米下的發(fā)光衰減曲線。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
[0019]實施例1:
制備 Ba3WVO8.5
根據(jù)化學(xué)式Ba3WVO8.5中各元素的化學(xué)計量比分別稱取原料，碳酸鋇BaCO3:1.48克，釩酸銨NH4VO3:0.44克，氧化鎢WO3:0.58克，在瑪瑙研缽中研磨并混合均勻后，選擇空氣氣氛第一次燒結(jié)，燒結(jié)溫度為300°C，燒結(jié)時間7小時，然后冷卻至室溫，取出樣品，重復(fù)該燒結(jié)操作，進(jìn)行第二次燒結(jié)。
[0020]在第二次燒結(jié)之后，再次把混合料充分混合研磨均勻，在空氣氣氛之中，700°C下進(jìn)行第三次煅燒，煅燒時間是9小時，冷卻至室溫，取出樣品。然后再次把混合料充分混合研磨均勻，在空氣氣氛之中，1000°c下進(jìn)行最后一次煅燒，煅燒時間是8小時，冷卻至室溫，進(jìn)行研磨即得到粉末狀的釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料。
[0021]參見附圖1，它是本實施例技術(shù)方案制備樣品的掃描電鏡圖，圖中可以看出所制備的Ba3WVO8.5自激活材料結(jié)晶度較好，粒徑分布均勻，無雜物質(zhì)出現(xiàn)。
[0022]參見附圖2，它是按本實施例技術(shù)方案制備的樣品在365納米激發(fā)下得到的發(fā)光光譜圖。由圖2可以看出，該材料發(fā)射主峰在500納米附近，是藍(lán)綠色發(fā)光，發(fā)光性能良好，可應(yīng)用于LED照明器件。
[0023]實施例2:
制備 Ba3Wtl 5Mo0.5V0.5P0.508 5
根據(jù)化學(xué)式Ba3Wa5M0a5Va5Pa5Ou中各元素的化學(xué)計量比分別稱取原料，碳酸鋇BaCO3:
1.48 克，氧化鎢 WO3:0.29 克，鑰酸銨(NH4) 6Mo7024-4H20:0.22 克，釩酸銨 NH4VO3:0.22 克，磷酸二氫銨NH4H2PO4:0.14克，在瑪瑙研缽中研磨并混合均勻后，選擇空氣氣氛第一次燒結(jié)，燒結(jié)溫度為450°C，燒結(jié)時間9小時，然后冷至室溫，取出樣品，重復(fù)該燒結(jié)操作，進(jìn)行第二次燒結(jié)。
[0024]在第二次燒結(jié)之后，再次把混合料充分混合研磨均勻，在空氣氣氛之中，900°C下進(jìn)行第三次煅燒，煅燒時間是10小時，冷卻至室溫，取出樣品。然后再次把混合料充分混合研磨均勻，在空氣氣氛之中，950°C下進(jìn)行最后一次煅燒，煅燒時間是13小時，冷卻至室溫，進(jìn)行研磨即得到粉末狀的釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料。
[0025]參見附圖3，它是本實施例技術(shù)方案制備樣品在監(jiān)測波長500納米下的激發(fā)光譜圖；其發(fā)射光譜圖與附圖2—致，發(fā)射出波長在`500納米附近的藍(lán)綠色熒光。其掃描電鏡圖與附圖1相似。
[0026]實施例3:
制備 Ba3Wtl 7Mo0.3V0.8P0 208 5
根據(jù)化學(xué)式Ba具.7ΜΟ(ι.3να8Ρα208.5，分別稱取碳酸鋇BaCO3:1.48克，氧化鎢WO3:0.21克，鑰酸銨(NH4)6Mo7024-4H20:0.13 克，釩酸銨 NH4VO3:0.35 克，磷酸二氫銨 NH4H2PO4:0.06 克，在瑪瑙研缽中研磨并混合均勻后，選擇空氣氣氛進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，預(yù)燒結(jié)溫度是250°C，燒結(jié)時間2小時，然后冷卻至室溫，取出樣品；將第一次燒結(jié)的原料再次充分混合研磨均勻，在空氣氣氛中進(jìn)行第二次燒結(jié)，燒結(jié)溫度900°C，煅燒時間10小時，然后冷至室溫，取出樣品；最后將其再次充分研磨后放在馬弗爐中，在空氣氣氛下煅燒，煅燒溫度為1100°C，煅燒時間是13小時，即得到粉體狀的釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料。
[0027]參見附圖4，它是本實施例技術(shù)方案制備樣品的X射線粉末衍射圖譜，XRD測試結(jié)果顯示，所制備的Ba3Wa7M0a3Va8Pa2Ou為單相材料，沒有任何其它的雜質(zhì)物相存在，而且結(jié)晶度較好。
[0028]參見附圖5，它是本實施例技術(shù)方案制備樣品在X射線激發(fā)下的發(fā)光光譜圖，由圖中可以看出該材料發(fā)出主峰在520納米附近的藍(lán)綠色熒光，具有良好的物化性能和閃爍發(fā)光性能。
[0029]其結(jié)構(gòu)性能和在紫外激發(fā)下的發(fā)光性能與實施例1相似。
[0030]實施例4:
制備 Ba3W0 8Mo0 2VO8 5根據(jù)化學(xué)式Ba3W0.8Mo0.2V08.5,分別稱取碳酸鋇BaCO3:1.48克，氧化鎢WO3:0.46克，鑰酸銨(NH4) 6Mo7024-4H20:0.09克，釩酸銨NH4VO3:0.44克，在瑪瑙研缽中研磨并混合均勻后，選擇空氣氣氛進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，預(yù)燒結(jié)溫度是580°C，燒結(jié)時間11小時，然后冷卻至室溫，取出樣品；將第一次燒結(jié)的原料再次充分混合研磨均勻，在空氣氣氛中進(jìn)行第二次燒結(jié)，燒結(jié)溫度850°C，煅燒時間4小時，然后冷至室溫，取出樣品；最后將其再次充分研磨后放在馬弗爐中，在空氣氣氛下煅燒，煅燒溫度為1200°C，煅燒時間是11小時，即得到粉體狀的釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料。
[0031]參見附圖6，它是本實施例技術(shù)方案制備樣品在激發(fā)波長為355納米，監(jiān)測波長分別為400納米和520納米下的發(fā)光衰減曲線，衰減時間分別為390納秒和456納秒，發(fā)光穩(wěn)定性好。其主要的結(jié)構(gòu)性能、激發(fā)光譜和發(fā)光光譜與實施例3相似。
[0032]實施例5:
制備 Ba3WVa9PaiOu
根據(jù)化學(xué)式Ba3WVa9Pa A.5，分別稱取碳酸鋇BaCO3:1.48克，氧化鎢WO3:0.58克，釩酸銨NH4VO3:0.4克，磷酸二氫銨NH4H2PO4:0.03克，在瑪瑙研缽中研磨并混合均勻后，選擇空氣氣氛進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，預(yù)燒結(jié)溫度是500°C，燒結(jié)時間3小時，然后冷卻至室溫，取出樣品；將第一次燒結(jié)的原料再次充分混合研磨均勻，在空氣氣氛中進(jìn)行第二次燒結(jié)，燒結(jié)溫度650°C，煅燒時間9小時，然后冷至室溫，取出樣品；最后將其再次充分研磨后放在馬弗爐中，在空氣氣氛下煅燒，煅燒溫度為1250°C，煅燒時間是13小時，即得到粉體狀的釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料。其主要的結(jié)構(gòu)性能、激發(fā)光譜和發(fā)光光譜、衰減曲線與實施例5相似。
[0033]實施例6:
制備 Ba3Wtl 6Mo0.4V0.8P0 208 5
根據(jù)化學(xué)式Ba具.6ΜΟ(ι.4να8Ρα208.5，分別稱取碳酸鋇BaCO3:1.48克，氧化鎢WO3:0.35克，鑰酸銨(NH4)6Mo7024-4H20:0.18 克，釩酸銨 NH4VO3:0.37 克，磷酸二氫銨 NH4H2PO4:0.06 克，在瑪瑙研缽中研磨并混合均勻后，選擇空氣氣氛進(jìn)行預(yù)燒結(jié)，預(yù)燒結(jié)溫度是370°C，燒結(jié)時間2小時，然后冷卻至室溫，取出樣品；將第一次燒結(jié)的原料再次充分混合研磨均勻，在空氣氣氛中進(jìn)行第二次燒結(jié)，燒結(jié)溫度900°C，煅燒時間10小時，然后冷至室溫，取出樣品；最后將其再次充分研磨后放在馬弗爐中，在空氣氣氛下煅燒，煅燒溫度為1050°C，煅燒時間是3小時，即得到粉體狀的釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料。其主要的結(jié)構(gòu)性能、激發(fā)光譜和發(fā)光光譜、衰減曲線與實施例5相似。
[0034]實施例7:
制備 Ba3Wa 6Moq.4V0.6P0.4〇8.5
根據(jù)化學(xué)式Ba具.6ΜΟ(ι.4να6Ρα408.5，分別稱取碳酸鋇BaCO3:1.48克，氧化鎢WO3:0.35克，鑰酸銨(NH4) 6Mo7024-4H20:0.18 克，釩酸銨 NH4VO3:0.35 克，磷酸二氫銨 NH4H2PO4:0.12 克，再稱取以上各藥品總質(zhì)量的0.5 wt%的檸檬酸。首先，將稱取的碳酸鋇、氧化鎢、鑰酸銨、釩酸銨和磷酸二氫銨分別溶解于適量的硝酸溶液中，并用2倍其體積的去離子水進(jìn)行稀釋，攪拌。其次，待溶解完全后，溶液中分別加入稱取的檸檬酸，并進(jìn)行攪拌處理，最后，將上述溶液進(jìn)行混合，繼續(xù)在50°C下加熱攪拌2個小時，靜置，烘干，得到蓬松的前驅(qū)體；將前軀體置于馬弗爐中煅燒，第一次煅燒溫度為350°C，煅燒時間4小時；第二次煅燒溫度為450°C，煅燒時間8小時；然后冷至室溫，取出樣品并充分研磨，進(jìn)行第三次煅燒，溫度為850°C，煅燒時間13小時，取出樣品，冷卻后即得到粉體釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料。其主要的結(jié)構(gòu)性能、激發(fā)光譜和發(fā)光光譜與實施例1相似。
[0035] 實施例8:
制備 Ba3Wtl 8Mo0.2V0.7P0.308 5
根據(jù)化學(xué)式Ba具.8ΜΟ(ι.2να7Ρα 308.5，分別稱取碳酸鋇BaCO3:1.48克，氧化鎢WO3:0.46克，鑰酸銨(NH4) 6Mo7024-4H20:0.09 克，釩酸銨 NH4VO3:0.2 克，磷酸二氫銨 NH4H2PO4:0.09 克，再稱取以上各藥品總質(zhì)量的2.0 wt%的檸檬酸。首先，將稱取的碳酸鋇、氧化鎢、鑰酸銨、釩酸銨和磷酸二氫銨分別溶解于適量的硝酸溶液中，并用5倍其體積的去離子水進(jìn)行稀釋，攪拌。其次，待溶解完全后，溶液中分別加入稱取的檸檬酸，并進(jìn)行攪拌處理，最后，將上述溶液進(jìn)行混合，繼續(xù)在50°C下加熱攪拌I個小時，靜置，烘干，得到蓬松的前驅(qū)體；將前軀體置于馬弗爐中煅燒，第一次煅燒溫度為550°C，煅燒時間8小時；第二次煅燒溫度為750°C，煅燒時間9小時；然后冷至室溫，取出樣品并充分研磨，進(jìn)行第三次煅燒，溫度為1250°C，煅燒時間3小時，取出樣品，冷卻后即得到粉體釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料。其主要的結(jié)構(gòu)性能、激發(fā)光譜和發(fā)光光譜與實施例1相似。
【權(quán)利要求】
1.一種釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料，其特征在于:它的化學(xué)式為Ba3WhM0xVhPyO8W其中，X為鑰離子Mo6+摻雜的摩爾濃度，y為磷離子P5+摻雜的摩爾濃度，O≤X≤0.5，O ≤ y ≤0.5ο
2.一種如權(quán)利要求1所述的釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料的制備方法，其特征在于采用高溫固相法，包括如下步驟: 按化學(xué)式中各元素的化學(xué)計量比，其中，O≤x≤0.5，O≤y≤0.5，分別稱取含有鋇離子Ba2+的化合物、含有鎢離子W6+的化合物、含有鑰離子Mo6+的化合物、含有釩離子V5+的化合物、含有磷離子P5+的化合物，研磨并混合均勻； 將步驟(1)得到的混合物在空氣氣氛下預(yù)燒結(jié)I~2次，預(yù)燒結(jié)溫度為200~600°C，燒結(jié)時間為I~15小時，自然冷卻后，研磨并混合均勻； 將步驟(2)得到的混合物在空氣氣氛中煅燒，煅燒溫度為600~950°C，煅燒時間為I~12小時，自然冷卻后，研磨并混合均勻； 將步驟(3)得到的混合物在空氣氣氛中煅燒，煅燒溫度為950~1300°C，煅燒時間為I~15小時，冷卻至室溫，研磨均勻后即得到一種粉末狀釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料的制備方法，其特征在于:步驟(2)的燒結(jié)溫度為250~580°C，煅燒時間為2~12小時；步驟(3)的煅燒溫度為650~900°C，煅燒時間為3~10小時；步驟(4)的煅燒溫度為1000~1250°C，煅燒時間為3~13小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料的制備方法，其特征在于:所述的含有鋇離子Ba2+的化合物為氧化鋇、碳酸鋇、硫酸鋇、硝酸鋇、氟化鋇中的一種；所述的含有鎢離子W6+的化合物為氧化鎢、鎢酸銨中的一種；所述的含有鑰離子Mo6+的化合物為氧化鑰、鑰酸銨中的一種；所述的含有釩離子V5+的化合物為五氧化二釩、釩酸銨中的一種；所述的含有磷離子P5+的化合物為磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、正磷酸銨中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料的制備方法，其特征在于:所述的含有鋇離子Ba2+的化合物為碳酸鋇；所述的含有鎢離子W6+的化合物為氧化鎢；所述的含有鑰離子Mo6+的化合物為鑰酸銨；所述的含有釩離子V5+的化合物為釩酸銨；所述的含有磷離子P5+的化合物為磷酸二氫銨。
6.一種如權(quán)利要求1所述的釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料的制備方法，其特征在于采用化學(xué)合成法，包括如下步驟: (O按化學(xué)式Ba3WhMoxV1IPyOu中各元素的化學(xué)計量比，其中，O≤x≤0.5，O^y^0.5,分別稱取含有鋇離子Ba2+的化合物、含有鎢離子W6+的化合物、含有鑰離子Mo6+的化合物、含有釩離子V5+的化合物、含有磷離子P5+的化合物，將它們分別完全溶解于稀硝酸中，按體積計，用2~5倍的去離子水稀釋； (2)按各原料中反應(yīng)物質(zhì)量的0.5~2.0 wt%*別添加絡(luò)合劑，在磁力攪拌下至完全溶解，得到完全溶解的各原料的溶液；所述的絡(luò)合劑為檸檬酸或草酸中的一種； (3)將步驟(2)得到的各原料的溶液緩慢混合，在溫度為50~100°C的條件下攪拌至完全混合均勻，靜置、烘干，得到蓬松的前驅(qū)體； (4)將前驅(qū)體置于馬弗爐中，在空氣氣氛下預(yù)燒結(jié)I~2次，燒結(jié)溫度為300~800°C，一次的燒結(jié)時間為3~10小時，自然冷卻后，研磨并混合均勻；將步驟(4)得到的混合物在空氣氣氛中煅燒，煅燒溫度為800~1300°C，煅燒時間為I~15小時；自然冷卻至室溫，研磨均勻后即得到一種粉末狀釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料的制備方法，其特征在于:步驟(4)的燒結(jié)溫度為350~750°C，煅燒時間為4~9小時；步驟(5)的煅燒溫度為850~1250°C，煅燒時間為3~13小時。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料的制備方法，其特征在于:所述的含有鋇離子Ba2+的化合物為氧化鋇、碳酸鋇、硫酸鋇、硝酸鋇、氟化鋇中的一種；所述的含有鎢離子W6+的化合物為氧化鎢、鎢酸銨中的一種；所述的含有鑰離子Mo6+的化合物為氧化鑰、鑰酸銨中的一種；所述的含有釩離子V5+的化合物為五氧化二釩、釩酸銨中的一種；所述的含有磷離子P5+的化合物為磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、正磷酸銨中的一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的一種釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料的制備方法，其特征在于:所述的含有鋇離子Ba2+ 的化合物為碳酸鋇；所述的含有鎢離子W6+的化合物為氧化鎢；所述的含有鑰離子Mo6+的化合物為鑰酸銨；所述的含有釩離子V5+的化合物為釩酸銨；所述的含有磷離子P5+的化合物為磷酸二氫銨。
10.一種如權(quán)利要求1所述的釩鎢酸鋇自激活發(fā)光材料的應(yīng)用，其特征在于:所述發(fā)光材料制備白光LED照明和顯示器件；或用于正電子發(fā)射層析攝影術(shù)、X射線計算機(jī)斷層掃描、X射線熒光增感屏。
【文檔編號】C09K11/71GK103468259SQ201310443825
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】黃彥林, 關(guān)瑩, 秦琳, 陶正旭 申請人:蘇州大學(xué)