為發(fā)光中心的鈦酸鑭紅色熒光材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種Sm3+為發(fā)光中心的鈦酸鑭紅色熒光 材料及其制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 鈦酸稀土鹽種類繁多，由于其優(yōu)秀的介電、壓電、鐵電等性能，被作為新型的電子 陶瓷材料廣泛應(yīng)用于濾波器、電容器等。其中具有燒綠石結(jié)構(gòu)的鈦酸鑭具有很好的電學(xué)、光 學(xué)性能和催化性能，可用來調(diào)節(jié)鈦酸鎂陶瓷的介電常數(shù)，且已被廣泛作為高溫使用的高頻 電容器材料，還可用于制作微波介質(zhì)諧振器振子，微波集成電路基片等。
[0003] 在燒綠石結(jié)構(gòu)的稀土鈦酸鹽中，Ti4+離子與02_離子五配位，形成四角錐結(jié)構(gòu)。三 價稀土離子7個相連，形成不規(guī)則多面體。各種陽離子多面體通過共用多面體頂點(diǎn)氧原 子或共用多面體棱邊氧原子構(gòu)筑整個晶體框架。這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)包括：Ti4+離子五配位，這是 La-Ti-0三元體系中配位數(shù)最少的一種形式。La3+離子所處格點(diǎn)為七配位，在局部沒有對稱 中心，因此使得f-f的電偶極躍迀具有一定的可能性。
[0004]Sm3+離子在很多領(lǐng)域有重要應(yīng)用，例如具有高密度儲能，溫度傳感，水下通訊，各種 固體激光照明等。一般Sm3+離子在紫外光激發(fā)下的熒光發(fā)射為紅黃色，這是由于在很多基 質(zhì)中Sm3+離子從激發(fā)態(tài)4G5/2向基態(tài)6H7/2的電子躍迀比其它躍迀更強(qiáng)引起的。
[0005]目前，紅色熒光粉體由于自身轉(zhuǎn)換效率低、亮度不高、色純度差等缺陷導(dǎo)致的混合 光顯色性差、量子效率低等問題，長期以來未得到很好的解決。因此，探索新型無機(jī)稀土紅 色熒光材料是當(dāng)前研宄的重要方向，而選擇合適的基質(zhì)材料被認(rèn)為是最有效的解決途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的實(shí)施例提供一種Sm3+為發(fā)光中心的鈦酸鑭紅色熒光材料及其制備方法， 針對現(xiàn)階段基體材料的不足，提供一種轉(zhuǎn)換效率高的新型熒光基體材料，同時提供一種該 熒光材料的制備方法，以得到純度高、亮度大、組分均勻、制備簡易且組分分散的熒光材料。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
[0008] -種Sm3+為發(fā)光中心的鈦酸鑭紅色焚光材料，所述紅色焚光材料的
[0009] 化學(xué)分子式為：SmxLa2_xTi05，其中x的取值范圍為0. 02 <x< 0. 1。
[0010] 一種Sm3+為發(fā)光中心的鈦酸鑭紅色熒光材料的制備方法，包括以下步驟：
[0011] (1)按照本發(fā)明所述的紅色熒光材料的化學(xué)分子式的化學(xué)計(jì)量比稱取2_〇1的鑭 的可溶性鹽、釤的可溶性鹽溶解于30-50ml蒸餾水中，得到溶液A;
[0012] (2)稱取lmmol的鈦酸四丁醋，溶解于30-50ml溶劑中，滴加6mmol硝酸，得到溶液 B；
[0013] (3)待溶液A和溶液B混合均勻后，將溶液B緩慢倒入溶液A中，攪拌，得到前軀體 溶膠C;
[0014] (4)將前軀體溶膠C放入恒溫水浴或油浴中，處理成前軀體凝膠；
[0015] (5)最后將所述前驅(qū)體凝膠置于剛玉坩堝內(nèi)，在馬弗爐中煅燒，得到紅色熒光粉 體。
[0016] 優(yōu)選地，步驟（1)中所述鑭的可溶性鹽為硝酸鹽、碳酸鹽、醋酸鹽中的一種或幾 種。
[0017] 優(yōu)選地，步驟（1)中所述釤的可溶性鹽為硝酸鹽、碳酸鹽、醋酸鹽中的一種或幾 種。
[0018] 優(yōu)選地，La3+:Ti4+的摩爾比為2 : 1。
[0019] 優(yōu)選地，步驟（2)中所述的溶劑包括甲醇、乙醇、丁醇、丙酮、丁酮中的一種或幾種 混合物。
[0020] 優(yōu)選地，步驟（3)中將溶液B緩慢倒入溶液A中，攪拌條件為磁力攪拌或機(jī)械攪 拌，攪拌時間為l_2h。
[0021] 優(yōu)選地，步驟（4)中將前軀體溶膠C放入恒溫水浴或油浴的反應(yīng)溫度為50-90°C， 反應(yīng)時間為6-12h。
[0022] 優(yōu)選地，步驟（5)中在馬弗爐中煅燒的溫度為900-1200°C，時間為3_6h。
[0023] 一種上述的Sm3+為發(fā)光中心的鈦酸鑭紅色熒光材料的應(yīng)用，所述紅色熒光材料用 于光致發(fā)光。
[0024] 上述技術(shù)方案提供的Sm3+為發(fā)光中心的鈦酸鑭紅色熒光材料及其制備方法， 化學(xué)分子式為：SmxLa2_xTi05，其中x的取值范圍為0. 02 <x< 0. 1。稀土Sm3+離子由于 4G5/2-%(J= 5/2,7/2,9/2，11/2)躍迀而被廣泛用作紅光發(fā)射的激活劑，它也能用來檢測 離子周圍結(jié)構(gòu)對稱性。本申請所
[0025]制備的La2Ti05 :Sm3+粉體在278nm激發(fā)條件下的發(fā)射光譜，三個主要的發(fā)射峰 (560nm，608nm，651nm)分別歸屬為 4G5/2- 6H5/2,4G5/2- 6H7/2,4G5/2- 6H9/2。其中最強(qiáng)峰為 608nm的發(fā)射峰，是一種強(qiáng)烈的黃光。三個主要發(fā)射峰中，4G5/2- 6H7/2的躍迀滿足選率AJ =± 1，不僅是磁偶極躍迀允許，也是電偶極躍迀允許的，其它的都是電偶極躍迀允許。通常 磁偶極躍迀與電偶極躍迀強(qiáng)度的比值越大，說明稀土離子所處環(huán)境對稱性越高。
[0026] 本申請所述粉體中Sm3+離子所處位置對稱性較低。不同Sm3+離子摻雜濃度對發(fā) 射峰的位置沒有明顯影響。其發(fā)射峰的強(qiáng)度隨X值的增加先增加后減小，當(dāng)x的值為0. 03 時，熒光粉具有最強(qiáng)的發(fā)光性能。本發(fā)明針對現(xiàn)有紅色熒光材料在制備和實(shí)際應(yīng)用中存在 的問題，針對現(xiàn)階段基體材料的不足，提供一種轉(zhuǎn)換效率高的新型熒光基體材料，同時提供 一種該熒光材料的制備方法，以得到純度高、亮度大、組分均勻、制備簡易且組分分散的熒 光材料。
【附圖說明】
[0027] 圖1為所述釤摻雜量不同時熒光粉末的XRD圖譜；
[0028] 圖2為所述釤摻雜量不同時熒光粉末20° <20 <30°的XRD圖譜；
[0029] 圖3為所述實(shí)施例5所述釤摻雜含量為3%的色譜圖；
[0030] 圖4為所述實(shí)施例6不同釤摻雜含量在278nm的發(fā)射光譜；
[0031] 圖5為所述實(shí)施例7不同釤摻雜含量在611nm波長的激發(fā)光譜。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033] 實(shí)施例1、
[0034] 一種Sm3+為發(fā)光中心的鈦酸鑭紅色熒光材料制備方法，包含以下步驟：稱取 1. 98mmol醋酸鑭（La(CH3C00)3，A.R.)，0? 02mmol醋酸釤（Sm(CH3C00)3，A.R.)溶解于適量蒸 餾水中，稱取lmmol的鈦酸四丁酯（C16H3604Ti，A.R.)，溶解于30ml甲醇中，滴加lOmmol硝 酸（HN03,A.R.)，磁力攪拌lh，放入80°C的油浴中8h左右，得到膠狀沉淀即前軀體溶膠C。
[0035] 將前軀體溶膠C取出置于剛玉坩堝中，在馬弗爐中1KKTC下煅燒4h得到所需鈦酸 鑭紅色熒光粉體。
[0036] 實(shí)施例2、
[0037] -種Sm3+為發(fā)光中心的鈦酸鑭紅色熒光材料制備方法，包含以下步驟：稱取 1. 94mmol醋酸鑭（La(CH3C00)3，A.R.)，0? 06mmol醋酸釤（Sm(CH3C00)3，A.R.)溶解于適量蒸 餾水中，稱取lmmol的鈦酸四丁酯（C16H3604Ti，A.R.)，溶解于50ml乙醇中，滴加lOmmol硝酸 (HN03,A.R.)，機(jī)械攪拌1. 5h，放入60°C的水浴中10h左右，得到膠狀沉淀即前軀體溶膠C。 將前軀體溶膠C取出置于剛玉坩堝中，在馬弗爐中1KKTC下煅燒4h得到所需熒光粉體。
[0038] 實(shí)施例3、
[0039] 一種Sm3+為發(fā)光中心的鈦酸鑭紅色熒光材料制備方法：包含以下步驟：稱取 1. 9mmol硝酸鑭（La(CH3C00)3，A.R.)，0?lmmol硝酸釤（Sm(CH3C00)3，A.R.)溶解于適量蒸餾 水中，稱取lmmol的鈦酸四丁酯（C16H3604Ti，A.R.)，溶解于50ml丁醇中，滴加lOm