一種顏色可調的硼酸鹽發光材料及其合成方法技術

本發明專利技術涉及一種顏色可調的硼酸鹽發光材料及其合成方法，其化學通式為(Y1-x-y-a-b,Zn2+x,M2+y)BO3：aEu3+，bEu2+；其中0.02≤a≤0.05，0≤b<0.05，0≤x≤0.1，0≤y≤0.1，M為Ba，Sr，Ca中一種。合成步驟如下：向Eu(NO3)3?6H2O、Y(NO3)3?6H2O、H3BO3的混合物中加入Ba(NO3)2、Sr(NO3)2、Ca(NO3)2?4H2O中的一種，加水溶解后用堿調節pH值在8.5-9.5之間，加入鋅粉或水合肼，密封好后在溫度為120-250℃的反應1-7天，然后取出冷卻，將產品用洗滌，過濾，晾干得到最終的稀土硼酸鹽發光材料。本發明專利技術反應條件溫和，通過調節反應中加入的還原劑的量比較容易的改變產物中Eu3+和Eu2+的比例，從而得到具有不同顏色的發光材料。產品無需研磨，具有較規整的晶形，可以提高發光效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及.。
技術介紹
等離子平板顯示(PDP )與常用的陰極射線顯示(CRT )及液晶顯示(IXD )相比，具有視角寬、對比度好、響應快等優點，因此具有較廣闊的應用前景。等離子平板顯示技術及無汞熒光燈的開發都需要在真空紫外激發下具有高量子效率的發光材料。而硼酸鹽類發光材料在真空紫外區(即100-200 nm波長范圍)內被激發，具有較高的發光效率。因此該類材料能滿足上述PDP及無汞熒光燈材料的要求。另外，硼酸鹽因其結構特點導致其具有優良的光學性能及穩定性，是一類很好的發光基質(matrix)材料。稀土正硼酸鹽YBO3 (①、V. Jubera, J. P. Chaminade, A. Garcia, etal, Luminescent properties of Eu3+-activated lithium rare earth borates andoxyborates, J. Lumin.，2003，101 (1-2) : 1-10; ②、Y. H. Wang, UhedaKyota,Murakami Yukio et al. , Identification of charge transfer (CT) transition in (Gd，Y)BO3 Eu3+ phosphor under 100 300 nm, J. Solid State Chem. , 2004，177(7) : 2242-2248; Z. G. Wei, L. D. Sun, C. H. Yan et al. , Size-DependentChromaticity in YBO3:Eu Nanocrystals: Correlation with Microstructure and SiteSymmetry, J. Phys. Chem. B 2002, 106: 10610-10617)已廣泛應用在等離子體顯示中。專利“一種真空紫外激發的紅色硼酸鹽熒光粉的制備方法”(CN 101831299 A)，提供了一種高溫固相法制備紅色硼酸鹽熒光粉的方法，反應溫度在1100-1200°C左右。專利“一種真空紫外激發的紅色熒光材料及制備方法”(CN 1635049 A)，同樣采用高溫固相法，反應溫度在1100°C左右，或者采用水熱法在250-300°C反應。專利“一種真空紫外激發的綠色硼酸鹽發光材料及其制備方法”(CN 1560187 A)，采用水熱法在250-300°C反應制備了發光顏色為綠色的硼酸鹽發光材料。我們在前期對YBO3發光材料的研究中發現，在該基質材料中同時引入釙3+和Eu3+，可以在同一基質材料中同時得到釙3+的藍色發射帶及Eu3+的紅色發射峰，通過調節兩者的強度，可以得到近似白光的材料(F. S. Wen, W. L. Li, Ζ. Liu et al.,Hydrothermal synthesis of Sb+-doped and (Sb+，Eu +)co-doped YBO3 with nearlywhite light luminescence, Solid State Commun. , 2005, 133: 417-420)。
技術實現思路
本專利技術目的在于提供一種發光顏色可調的稀土硼酸鹽發光材料及其合成方法。本專利技術的原理為通過在水熱體系中引入還原性的物質如金屬單質鋅、水合胼等，可以把YBO3 =Eu3+中的三價銪離子部分的還原為二價，從而得到不同發光顏色的硼酸鹽熒光粉，通過還原劑加入量的多少，可以控制被還原的三價銪離子的量，因此可以得到不同發光顏色的發光粉。本專利技術中的顏色可調的稀土硼酸鹽發光材料，化學通式為(Yh_y_a_b，Zn2+X, M2+y )BO3 :aEu3+，bEu2+’其中 0· 02 彡 a 彡 0· 05，0 彡 b<0. 05，0 彡 χ 彡 0. 1，0 彡 y 彡 0. 1，M 為 Ba，Sr, Ca 中一種。其合成步驟如下向Eu (NO3) 3 ■ 6H20、Y (NO3) 3 ■ 6H20、H3BO3的混合物中加入Ba(NO3)2、Sr (NO3)2、Ca(NO3)2 ■ 4H20中的一種，并加水溶解后用堿調節pH值在8. 5-9. 5之間，加入還原性物質，密封好后在溫度為120-250°C的反應，然后取出冷卻結晶即得到最終的稀土硼酸鹽發光材料。合成步驟進一步優化為將所取的Eu (NO3) 3 ■ 6H20, Y(NO3) 3 ■ 6H20,H3BO3,Ba(NO3)2、Sr(NO3)2^ Ca(NO3)2 ■ 4H20中的一種，溶于熱的去離子水中，攪拌得到透明溶液，用25%氨水或氫氧化鈉溶液調節PH值在8. 5-9. 5之間，轉移到內襯為聚四氟乙烯的反應釜中，加入鋅粉或水合胼(也可以選擇其他具有還原能力的其他物質，能達到將三價銪離子部分的還原為二價即可)，將反應釜封好，放入溫度為120-250°C的烘箱內反應1-7天，取出自然冷卻，將產品用蒸餾水洗滌，過濾，晾干得到最終的稀土硼酸鹽發光材料。相對于現有技術，本專利技術具有以下優點1、同高溫固相法相比，反應條件溫和，不需要特殊的氫氣還原氣氛。提高了安全性，同前面提到的水熱法相比較，本專利技術采用水熱反應的溫度為120-250°C，低于前面所提的250-300°C，降低了對設備的要求。2、可以通過調節反應中加入的還原劑的量比較容易的改變產物中Eu3+和Eu2+的比例，從而得到具有不同顏色的發光材料。3、本方法得到產品無需研磨，產品結晶好，具有較規整的晶形，粒度均勻，能夠提高發光效率。附圖說明附圖1為實施例1制得的稀土正硼酸鹽發光材料的掃描電子顯微鏡圖片；附圖2為實施例1制得的稀土正硼酸鹽發光材料的發射光譜附圖3為實施例2制得的稀土正硼酸鹽發光材料的發射光譜圖；附圖4為實施例3制得的稀土正硼酸鹽發光材料的發射光譜圖；附圖5為實施例4制得的稀土正硼酸鹽發光材料的發射光譜圖；附圖6為實施例5制得的稀土正硼酸鹽發光材料的發射光譜圖。具體實施例方式以下實施例是對本專利技術的進一步說明，但本專利技術并不局限于此。實施例1將 Eu (NO3) 3 ■ 6H20，Y(N03)3 ■ 6H20，Ba (NO3)2, H3BO3 按摩爾比 0. 08 0. 86 0. 06 :1，溶于 25毫升熱的去離子水中，攪拌得到透明溶液，用25%氨水調節pH值9. 1，轉移到內襯為聚四氟乙烯的100毫升反應釜中，加入鋅粉0. 02克，將反應釜封好，放入溫度為240°C的烘箱內反應1天，取出自然冷卻，將產品用蒸餾水洗滌，過濾，晾干得到最終的稀土硼酸鹽發光材料。實施例2將 Eu (NO3) 3 ■ 6H20, Y(NO3)3 ■ 6H20，Ba (NO3) 2，H3BO3 按摩爾比 0. 10 0. 88 0. 02 :1，溶于30毫升熱的去離子水中，攪拌得到透明溶液，用25%氨水調節pH值8. 5，轉移到內襯為聚四氟乙烯的100毫升反應釜中，加入濃度為80%的水合胼0. 5毫升，將反應釜封好，放入溫度為160°C的烘箱內反應3天，取出自然冷卻，將產品用蒸餾水洗滌，過濾，晾干得到最終的稀土硼酸鹽發光材料。實施例3將 Eu (NO3) 3 ■ 6H本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：溫福山，夏文強，鐘士濤，李廣志，
申請(專利權)人：中國石油大學華東，山東澤瑞新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：