本發(fā)明屬于固體發(fā)光材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

Eu²⁺離子是重要的低價(jià)稀土離子，Eu²⁺摻雜固體化合物作為熒光材料領(lǐng)域顯示出很多優(yōu)良的性能，在激光、熒光、光致發(fā)光和電致發(fā)光等高技術(shù)領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。自然界中銪離子以三價(jià)存在，而目前所用Eu²⁺摻雜熒光粉中， Eu²⁺離子的獲得主要是通過高溫固相法在還原性氣氛或惰性氣氛條件下制備，通過高溫固相法在還原性或惰性氣氛中獲得的產(chǎn)物通常具有良好的還原性，但在生產(chǎn)過程中也存在著一定的缺陷，如與氣氛接觸不均勻、制備設(shè)施昂貴、還原性氣體的安全問題等。自還原則為在材料內(nèi)部由于結(jié)構(gòu)調(diào)制各處均勻發(fā)生，保證了還原過程的均勻性，此外由于沒有氣氛或者還原介質(zhì)的接觸，保證了樣品的潔凈。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提出一種Eu摻雜的高效藍(lán)光發(fā)射的鋁硅酸鹽熒光材料及制備方法，制備一種鋁酸鹽高效藍(lán)光發(fā)射的熒光材料，在空氣氣氛中Eu³⁺高溫自還原為Eu²⁺，并通過改變SiO₂的摻入量，有效調(diào)節(jié)Eu²⁺的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度。以得到一系列Eu摻雜的高效藍(lán)光發(fā)射的熒光材料。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明所述的一種Eu摻雜的鋁酸鹽高效藍(lán)光發(fā)射的熒光材料，基質(zhì)由(MgCO₃)₄Mg(OH)₂?5H₂O、Al₂O₃（摩爾比為0.2:1）組成，摻入物Eu₂O₃、SiO₂的摩爾分?jǐn)?shù)分別為Mg摩爾數(shù)的1%、x%（x=50、100、150、200）?？捎蓌推出，其化學(xué)式為：

MgAl₂Si_nO_2n+4: Eu

其中，n為0.5、1、1.5或2。

本發(fā)明SiO₂的引入，是通過改變基體組成和微結(jié)構(gòu)對(duì)Eu³⁺高溫自還原為Eu²⁺產(chǎn)生影響，有效調(diào)節(jié)Eu的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度。

本發(fā)明所述的一種Eu摻雜的鋁酸鹽高效藍(lán)光發(fā)射的熒光材料制備方法，采用空氣氣氛中高溫固相反應(yīng)制備熒光材料，空氣中將Eu³⁺通過高溫自還原為Eu²⁺，控制SiO₂摻入量，從而有效調(diào)節(jié)Eu²⁺的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度。而獲得一系列高效藍(lán)光發(fā)射的熒光材料。包括如下步驟。

（1）熒光材料原料的混合：按照配比稱取原料，將原料混合后持續(xù)研磨直至混合均勻。

（2）高溫自還原：將研磨后的粉體裝填至剛玉坩堝，放入馬弗爐中在空氣氣氛中進(jìn)行1000-1300℃高溫固相反應(yīng)8-20h，爐冷至900℃時(shí)取出冷卻至室溫，研磨均勻后即可得到樣品。

本發(fā)明所述的(MgCO₃)₄Mg(OH)₂?5H₂O、Al₂O₃均為分析純，摻入物Eu₂O₃、SiO₂的純度均為99.99%。

本發(fā)明的有益效果是： (1) 本發(fā)明的熒光材料制備工藝簡單、成本低廉，無毒無污染，產(chǎn)物物化性能穩(wěn)定； (2) 這種在空氣氣氛下的自還原獲得的Eu摻雜熒光材料對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備尤其是其密封性的要求較低，也不需要對(duì)生產(chǎn)設(shè)備添加復(fù)雜的載氣附件，在高溫反應(yīng)時(shí)不需要還原性氣體的介入，安全性也有一定的保障；并且保證了樣品的潔凈；(3) 自還原為由內(nèi)而外自發(fā)的行為，不受外界氣氛影響，更容易量產(chǎn)；(4) 本發(fā)明制備出的Eu摻雜鋁酸鹽高效藍(lán)光發(fā)射的熒光材料，在這種鋁酸鹽基質(zhì)中Eu²⁺發(fā)射為寬帶發(fā)射，發(fā)射強(qiáng)度高，紫外吸收良好。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1-4中熒光材料樣品的X射線衍射圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1-4中熒光材料樣品在365納米紫外激發(fā)下的發(fā)射光譜。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1-4中熒光材料樣品在365納米紫外激發(fā)下的發(fā)射光譜色坐標(biāo)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明將通過以下實(shí)施例作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1-4按如下步驟制備Eu摻雜的鋁酸鹽高效藍(lán)光發(fā)射的熒光材料。

(a)原料的選?。涸摕晒獠牧系闹饕暇鶠榉治黾兊膲A式碳酸鹽及氧化物，摻入物選用純度為99.99%的氧化物。

(b)熒光材料原料的混合：精確地按照配比稱取原料，將原料置于研缽中，混合均勻后持續(xù)研磨直至混合均勻。

(c)高溫自還原過程：將研磨后的粉體裝填至剛玉坩堝，放入馬弗爐中在空氣氣氛中進(jìn)行1000-1300℃高溫固相反應(yīng)8-20h，爐冷至900 ℃時(shí)取出冷卻至室溫，研磨均勻后即可得到樣品。

實(shí)施例1。

稱取(MgCO₃)₄Mg(OH)₂?5H₂O：0.4879g、Al₂O₃：0.5121 g、Eu₂O₃：0.0177 g、SiO₂：0.1509 g共計(jì)1.1608 g。該實(shí)施例熱處理溫度為1000℃，反應(yīng)時(shí)間為20h。X射線衍射結(jié)果（如圖1所示）表明樣品主要為MgAl₂O₄與少量Mg₂Al₂SiO₇相。研磨后，用F-4600熒光分光光度計(jì)測量其室溫發(fā)射譜（如圖2所示）。在365納米近紫外光激發(fā)下，檢測到Eu²⁺: 5d→4f稍強(qiáng)的寬帶發(fā)射，而Eu³⁺：⁵D₀?⁷F_J (J = 0,1,2,3,4)發(fā)射強(qiáng)度非常微弱，說明摻入的Eu³⁺部分自還原為Eu²⁺，其發(fā)射譜色坐標(biāo)位置為：x=0.1782 y=0.0868（如圖3），位置位于藍(lán)光區(qū)域，肉眼可見該熒光材料發(fā)出稍強(qiáng)的藍(lán)光。

實(shí)施例2。

稱取(MgCO₃)₄Mg(OH)₂?5H₂O：0.4879g、Al₂O₃：0.5121 g、Eu₂O₃：0.0177 g、SiO₂：0.3017 g共計(jì)1.3194 g。該實(shí)施例熱處理溫度為1100℃，反應(yīng)時(shí)間為15h。X射線衍射結(jié)果（如圖1所示）表明樣品除MgAl₂O₄與Mg₂Al₂SiO₇相以外還出現(xiàn)了新相MgAl₂Si₂O₈。研磨后，用F-4600熒光分光光度計(jì)測量其室溫發(fā)射譜（如圖2所示）。在365納米近紫外光激發(fā)下，檢測到Eu²⁺: 5d→4f較強(qiáng)的寬帶發(fā)射，而Eu³⁺：⁵D₀?⁷F_J (J = 0,1,2,3,4)發(fā)射強(qiáng)度非常微弱，說明摻入的Eu³⁺較多已被自還原為Eu²⁺，其發(fā)射譜色坐標(biāo)位置為：x=0.1681 y=0.0771（如圖3），位置位于波長更短的藍(lán)光區(qū)域，肉眼可見該熒光材料發(fā)出較強(qiáng)的藍(lán)光。

實(shí)施例3。

稱取(MgCO₃)₄Mg(OH)₂?5H₂O：0.4879g、Al₂O₃：0.5121 g、Eu₂O₃：0.0177 g、SiO₂：0.4526 g共計(jì)1.4703 g。該實(shí)施例熱處理溫度為1300℃，反應(yīng)時(shí)間為10h。X射線衍射結(jié)果（如圖1所示）表明樣品MgAlO₄相減少，而Mg₂Al₂SiO₇、MgAl₂Si₂O₈相增加。研磨后，用F-4600熒光分光光度計(jì)測量其室溫發(fā)射譜（如圖2所示）。在365納米近紫外光激發(fā)下，檢測到Eu²⁺: 5d→4f很強(qiáng)的寬帶發(fā)射，而Eu³⁺：⁵D₀?⁷F_J (J = 0,1,2,3,4)發(fā)射強(qiáng)度非常微弱，說明摻入的Eu³⁺很大一部分被自還原為Eu²⁺，其發(fā)射譜色坐標(biāo)位置為：x= 0.1632 y= 0.0772（如圖3），位置位于藍(lán)光區(qū)域，肉眼可見該熒光材料發(fā)出很強(qiáng)的藍(lán)色光。

實(shí)施例4。

稱取(MgCO₃)₄Mg(OH)₂?5H₂O：0.4879g、Al₂O₃：0.5121 g、Eu₂O₃：0.0177 g、SiO₂：0.6035 g共計(jì)1.6212 g。該實(shí)施例熱處理溫度為1300℃，反應(yīng)時(shí)間為8h。X射線衍射結(jié)果（如圖1所示）表明樣品MgAlO₄、Mg₂Al₂SiO₇相均減少，而MgAl₂Si₂O₈相繼續(xù)增加。研磨后，用F-4600熒光分光光度計(jì)測量其室溫發(fā)射譜（如圖2所示）。在365納米近紫外光激發(fā)下，檢測到Eu²⁺: 5d→4f極強(qiáng)的寬帶發(fā)射，而Eu³⁺：⁵D₀?⁷F_J (J = 0,1,2,3,4)發(fā)射強(qiáng)度非常微弱，說明摻入的Eu³⁺絕大部分自還原為Eu²⁺，其發(fā)射譜色坐標(biāo)位置為：x= 0.1621 y= 0.0773（如圖3），位置靠近藍(lán)色區(qū)域，肉眼可見該熒光材料發(fā)出極強(qiáng)的藍(lán)色光。