一種長(zhǎng)余輝發(fā)光材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光致發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及一種長(zhǎng)余輝發(fā)光材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，是一種能夠儲(chǔ)存外界光輻射如紫外光和可見光等的能量，然后在室溫下緩慢地以發(fā)可見光的形式釋放這些儲(chǔ)存能量的材料。長(zhǎng)余輝發(fā)光材料作為一種新型的節(jié)能弱視照明材料廣泛用于弱視照明、建筑物探傷、發(fā)光指示等領(lǐng)域。
[0003]長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的長(zhǎng)余輝現(xiàn)象是由摻雜引起的雜質(zhì)能級(jí)而產(chǎn)生。在激發(fā)階段，雜質(zhì)能級(jí)捕獲空穴或電子，當(dāng)激發(fā)完成后，這些電子或空穴由于熱運(yùn)動(dòng)而釋放，將能量傳遞給激活離子而導(dǎo)致其發(fā)光。由于能量的熱動(dòng)釋放是一個(gè)緩慢的過程，從而激活離子的發(fā)光呈現(xiàn)出長(zhǎng)余輝發(fā)光的特點(diǎn)。長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的長(zhǎng)余輝性質(zhì)基于以下三個(gè)過程實(shí)現(xiàn):(I)外界的光能被材料中的陷阱所存儲(chǔ)；(2)被存儲(chǔ)的能量能夠有效的傳遞給發(fā)光離子；(3)這些能量必須以發(fā)光離子輻射躍迀的方式被釋放，而不是被淬滅。當(dāng)陷阱深度太深時(shí)，被俘獲的電子或空穴不能順利地從陷阱中釋放出來，這樣使材料的余輝發(fā)光太弱；而當(dāng)陷阱太淺時(shí)，電子或空穴被釋放的速度會(huì)太快，使材料余輝時(shí)間變短。此外，除了要求合適的陷阱深度，摻雜的離子對(duì)陷阱中電子或空穴具有合適的親和力也很重要，太強(qiáng)或太弱的親和力對(duì)余輝均起不到延長(zhǎng)作用。因此，除了發(fā)光離子外，其他輔助激活元素對(duì)長(zhǎng)余輝材料的余輝性質(zhì)和特點(diǎn)起到關(guān)鍵的作用。通過對(duì)輔助激活元素的選擇，不但可以使長(zhǎng)余輝材料具有合適的陷阱，也可對(duì)材料中的能量傳遞過程進(jìn)行優(yōu)化，提高傳遞效率，使材料的長(zhǎng)余輝發(fā)光的性質(zhì)得到極大的提尚。
[0004]同其它照明及顯示行業(yè)一樣，追求多種顏色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料以實(shí)現(xiàn)全色夜光照明是長(zhǎng)余輝發(fā)光材料行業(yè)的最終目標(biāo)。然而，由于各種顏色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的衰減不同，使得長(zhǎng)余輝發(fā)光不可能通過紅綠藍(lán)三基色來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，因此，有必要研發(fā)多種顏色的長(zhǎng)余輝材料。目前，藍(lán)、綠色的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料已經(jīng)趨于成熟，并已用于實(shí)際生產(chǎn)，但是，黃色的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料仍很匱乏，也就限制了長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種長(zhǎng)余輝發(fā)光材料及其制備方法，本發(fā)明提供的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料能夠產(chǎn)生黃色長(zhǎng)余輝，而且余輝時(shí)間長(zhǎng)、亮度高。
[0006]本發(fā)明提供了一種長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，具有式(I)所示的通式:
[0007]Ba(1_x_y)S13:xEu2+，yR3+ 式(I);
[0008]式(I)中，R為 Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb 和 Lu 中的一種或多種；
[0009]0.0001 彡 X 彡 0.2 ;0.0001 彡 y 彡 0.2。
[0010]優(yōu)選的，所述X滿足以下條件:0.005 ^ X ^ 0.02 ；
[0011]所述y滿足以下條件:0.005彡x彡0.02。
[0012]本發(fā)明還提供了一種上述技術(shù)方案所述的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0013]a)將鋇源、硅源、銪源和摻雜金屬源混合，在還原氣氛中進(jìn)行焙燒，得到長(zhǎng)余輝發(fā)光材料；
[0014]所述長(zhǎng)余輝發(fā)光材料具有式(I)所示的通式:
[0015]Ba(1_x_y)S13: xEu2+, yR3+ 式(I);
[0016]式(I)中，R為 Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb 和 Lu 中的一種或多種；
[0017]0.0001 彡 X 彡 0.2 ;0.0001 彡 y 彡 0.2。
[0018]優(yōu)選的，所述鋇源包括鋇的氧化物、鋇的碳酸鹽、鋇的磷酸鹽、鋇的硝酸鹽和鋇的草酸鹽中的一種或多種。
[0019]優(yōu)選的，所述硅源包括硅的氧化物和硅酸鹽中的一種或兩種。
[0020]優(yōu)選的，所述銪源包括銪的氧化物、銪的碳酸鹽、銪的硅酸鹽和銪的草酸鹽中的一種或多種。
[0021]優(yōu)選的，所述鋇源、硅源、銪源和摻雜金屬源的摩爾比為(0.6?0.9998):1:(0.0001 ?0.2): (0.0001 ?0.2)。
[0022]優(yōu)選的，步驟a)中所述還原氣氛為氮?dú)夂蜌錃獾幕旌蠚怏w、一氧化碳或氫氣。
[0023]優(yōu)選的，步驟a)中所述焙燒的溫度為1100°C?1600°C，時(shí)間為Ih?12h。
[0024]優(yōu)選的，步驟a)中所述在還原氣氛中進(jìn)行焙燒前還包括:
[0025]在鋇源、硅源、銪源和摻雜金屬源的混合物中加入助熔劑；
[0026]所述助熔劑包括硼酸、氟化銨、氟化鋇和氧化硼中的一種或多種。
[0027]本發(fā)明提供了一種長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，通式為Ba(1_x_y)Si03:XEu2+，yR3+;其中，R為Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb 和 Lu 中的一種或多種；0.0001 彡 x 彡 0.2 ;0.0001 ^y^0.2o與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料以硅酸鋇為基質(zhì)，以銪離子為激活劑，以三價(jià)稀土離子為輔助激活劑，能夠被近紫外或可見光光源有效激發(fā)，產(chǎn)生黃色長(zhǎng)余輝，余輝時(shí)間長(zhǎng)、亮度高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明提供的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料激發(fā)后產(chǎn)生450nm?700nm黃色長(zhǎng)余輝，亮度大于0.32mcd/m2時(shí)的余輝持續(xù)時(shí)間能夠達(dá)到5h以上。
【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1?2提供的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料和JCPDS 26-1402卡片(BaS13)的XRD衍射圖譜；
[0030]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1提供的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜；
[0031]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1提供的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料在365nm紫外光激發(fā)后的余輝光
■]並曰O
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(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。基于本發(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(dòng)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]本發(fā)明提供了一種長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，具有式(I)所示的通式:
[0034]Ba(1_x_y)S13:xEu2+，yR3+ 式(I);
[0035]式(I)中，R為 Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb 和 Lu 中的一種或多種；
[0036]0.0001 彡 X 彡 0.2 ;0.0001 彡 y 彡 0.2。
[0037]在本發(fā)明中，所述長(zhǎng)余輝發(fā)光材料通式為Ba(1_x_y)S13: xEu2+，yR3+。其中，R3+為三價(jià)稀土離子，R 為 Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb 和 Lu 中的一種或多種，優(yōu)選為L(zhǎng)a,Nd,Gd,Dy,Ho和Tm中的一種或多種，最優(yōu)選為Nd。在本發(fā)明中，0.0001彡x彡0.2，優(yōu)選為0.005彡X彡0.02，更優(yōu)選為0.01彡X彡0.02 ；0.0001彡y彡0.2，優(yōu)選為0.005 ^ y ^ 0.02，更優(yōu)選為 0.01 ^ y ^ 0.02。
[0038]在本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，R為Nd，x = 0.02，y = 0.02，所述長(zhǎng)余輝發(fā)光材料為Baa96Si03:0.02Eu2+，0.02Nd3+。在本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，R為Nd和Dy，x =0.01，y = 0.02，R的系數(shù)y等于Nd的系數(shù)Y1^P Dy的系數(shù)y 2之和，即y = y 其中，Yi=0.01, Y2= 0.01，所述長(zhǎng)余輝發(fā)光材料為 Ba 0 97Si03:0.02Eu2+，0.0lNd3+, 0.0lDy3+O
[0039]在本發(fā)明中，所述長(zhǎng)余輝發(fā)光材料以硅酸鋇為基質(zhì)，以銪離子為激活劑，以三價(jià)稀土離子為輔助激活劑，能夠被近紫外或可見光光源有效激發(fā)，產(chǎn)生黃色長(zhǎng)余輝，余輝時(shí)間長(zhǎng)、亮度高。
[0040]本發(fā)明還提供了一種上述技術(shù)方案所述的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的制備方法，包括以下步驟:
[0041]a)將鋇源、硅源、銪源和摻