稀土氧化物發光材料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種稀土氧化物發光材料，其化學式為：(Ln1-xRex)2O3∶Mz；其中，Ln為La、Y、Lu、Gd和Sc中至少一種；Re為Tm、Tb、Eu、Sm和Dy中的至少一種；M為Ag、Au、Pt和Pd納米顆粒中的至少一種；0.0001≤x≤0.2，z為M與(Ln1-xRex)2O3的摩爾比，0＜z≤0.02。這種稀土氧化物發光材料，通過摻雜金屬納米顆粒，利用金屬表面產生的表面等離子體共振效應，發光效率得到提高同時化學穩定性好。本發明專利技術還提供一種上述稀土氧化物發光材料的制備方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及發光材料及其制備
，尤其涉及一種。
技術介紹
場發射器件由于運行電壓低、功耗小、不需偏轉線圈、無X-射線輻射、抗輻射、抗磁場干擾、使用工作溫度范圍寬和響應速度快等優點，在專業照明、顯示、指示及普通照明等領域具有一定的優勢。場發射器件工作的基本原理是利用場發射陰極陣列(FEA)上的大量的微陰極發射的電子束直接轟擊發光材料而發光，因此研發高性能發光材料對于研發優良性能場發射器件具有重要的意義。傳統的氧化物發光材料穩定性好，但其在低壓電子束轟擊下發光效率不夠高。
技術實現思路
基于此，有必要設計一種發光效率高的稀土氧化物發光材料。一種稀土氧化物發光材料，其化學式為(LrvxItex)2O3 Mz ；其中，Ln為La、Y、Lu、 Gd禾口 Sc中的至少一種；Re為Tm、Tb、Eu、Sm禾口 Dy中的至少一種；M為Ag、Au、Pt和Pd納米顆粒中的至少一種；0. 0001彡χ彡0. 2，z為M與(Ln1^xRex)2O3的摩爾比，0 < ζ彡0. 02。這種稀土氧化物發光材料，通過摻雜金屬納米顆粒，利用金屬表面產生的表面等離子體共振效應，發光效率高同時化學穩定性好。此外，還有必要提供一種稀土氧化物發光材料的制備方法，該制備方法包括如下步驟配制M的液溶膠；其中，M為Ag、Au、Pt和Pd納米顆粒中的至少一種；按化學式 (Ln1^xRex)2O3 Mz中各元素的化學計量比，配制Ln離子和Re離子的混合溶液；其中，Ln為 La、Y、Lu、Gd和Sc中的至少一種；Re為Tm、Tb、Eu、Sm和Dy中的至少一種；M為Ag、Au、 Pt和Pd納米顆粒中的至少一種；0. 0001彡χ彡0. 2;ζ為M與(Ln1^xRex)2O3的摩爾比，0 < ζ 彡 0. 02 ；按化學式(LrvxRex)2O3 Mz中各元素的化學計量比，將上述M的液溶膠加入到上述Ln離子和Re離子的混合溶液中，再依次加入絡合劑和穩定劑，混勻后水浴，得到前驅體溶膠；將上述前驅體溶膠除去溶劑干燥后研磨成粉體；將上述粉體進行預燒處理后，再進行煅燒處理，然后冷卻，研磨，得到所述稀土氧化物發光材料。優選的，所述助劑為聚乙烯砒咯烷酮、檸檬酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基硫酸鈉和十二烷基磺酸鈉中的至少一種；所述助劑在M的膠體中的含量為lX10_4g/mL 5X10_2g/mL ；所述還原劑為水合胼、抗壞血酸、檸檬酸鈉和硼氫化鈉中的至少一種；所述還原劑的添加量與M的膠體的摩爾比為3. 6 1 18 1。優選的，所述表面處理劑的添加量使其在M的液溶膠中的濃度為1 5mg/ml，所述表面處理劑為聚乙烯吡咯烷酮。優選的，所述配制前驅體溶膠的步驟中，所述絡合劑為檸檬酸，所述檸檬酸和M的摩爾比為1 1 1 4;所述穩定劑的添加量使其在所述前軀體溶膠中的濃度為0.01 0. 10g/mL ；所述穩定劑為分子量10000的聚乙二醇。優選的，所述配制前驅體溶膠的步驟中，所述水浴加熱溫度為60 95°C，水浴加熱時間為2 8h。優選的，所述預燒處理包括如下步驟500 800°C下，將所述粉體恒溫預燒2 1 Oh，冷卻、研磨。優選的，所述煅燒處理溫度為800 1300°C，煅燒處理時間為1 8h。優選的，所述稀土氧化物發光材料中含有Tb時，所述煅燒處理采用還原氣氛；所述還原氣氛為氮氣和氫氣混合氣氣氛，或純氫氣氣氛，或一氧化碳氣氛。上述方法所制備的稀土氧化物發光材料，通過引入金屬納米顆粒，發光效率得到顯著提升；制備得到的稀土氧化物發光材料不需要球磨，穩定性好、粒度均勻，可用于場發射器件中。該制備方法工藝簡單、易于控制、設備要求低、制備周期短、無污染，利于工業化生產，經過多次實踐，具有可行性，同時不引入其他雜質、產品質量高，可廣泛應用在發光材料的制備中。附圖說明圖1為一實施方式的稀土氧化物發光材料的制備流程圖；圖2為實施例1制備的稀土氧化物發光材料與傳統稀土氧化物發光材料在加速電壓為1. 5kV下的陰極射線激發下的發光光譜的對比圖；圖3為實施例1制備的稀土氧化物發光材料與傳統稀土氧化物發光材料在加速電壓為7kV下的陰極射線激發下的發光光譜對比圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例具體說明。一實施方式的稀土氧化物發光材料，其化學式為=(LrvxRex)2O3 Mz ；其中，Ln為 La、Y、Lu、Gd和Sc中的至少一種；Re為Tm、Tb、Eu、Sm和Dy中的至少一種；M為Ag、Au、 Pt和Pd納米顆粒中的至少一種；0. 0001彡χ彡0. 2，ζ為M與(Ln1^xRex)2O3的摩爾比，0 < ζ ^ 0. 02。這種稀土氧化物發光材料，通過摻雜金屬納米顆粒，利用金屬表面產生的表面等離子體共振效應，發光效率高同時化學穩定性好。圖1示上述稀土氧化物發光材料的制備方法，采用的技術方案如下步驟1、配制M的液溶膠將M的鹽溶液、助劑和還原劑攪拌混合反應，得到M的膠體；將表面處理劑聚乙烯吡咯烷酮加入到上述M的膠體中，對M進行表面處理，聚乙烯吡咯烷酮的添加量使其在M的液溶膠中的濃度為1 5mg/ml，得到所述M的液溶膠。所述助劑為聚乙烯砒咯烷酮、檸檬酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基硫酸鈉和十二烷基磺酸鈉中的至少一種；所述助劑在所述M的膠體中的含量為lX10_4g/mL 5X10_2g/mL;所述還原劑為水合胼、抗壞血酸、檸檬酸鈉和硼氫化鈉中的至少一種，所述還原劑與所述M的摩爾比為3.6 1 18 1。M的液溶膠的溶劑一般為水或乙醇等低碳醇類。用聚乙烯吡咯烷酮對M進行表面處理，一方面，可以使M表面形成有機鍵，進而與其他金屬離子(如， η3+，Α13+，^!3+等)進行鍵合，使M更穩定地存在于溶膠-凝膠中；另一方面，可以使M表面粗造化，有利于金屬離子的沉積和吸附，最終引入金屬Μ,達到提高發光強度的目的。步驟2、配制Ln離子和Re離子的混合溶液按化學式(LrvxRex)2O3 Mz中各元素的化學計量比，配制Ln離子和Re離子的混合溶液。Ln離子和Re離子的混合溶液的配制可以采用以水或者低碳醇類，如乙醇，為溶劑，溶解Ln和Re對應的硝酸鹽、鹽酸鹽等可溶鹽的形式；此外，Ln離子和Re離子的混合溶液的配制還可以采用對應酸溶解對應的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽的形式。步驟3、配制前驅體溶膠按按化學式(LrvxRex)2O3 Mz中各元素的化學計量比，將上述M的液溶膠加入到上述Ln離子和Re離子的混合溶液中，再依次加入絡合劑檸檬酸，保持檸檬酸和M的摩爾比為 1 1 1 4 ；向上述混合液中加入穩定劑聚乙二醇，混勻后在60 95°C水浴，攪拌2 8小時， 得到前驅體溶膠；前驅體溶膠中聚乙二醇濃度為0. 01 0. 10g/mL。步驟4、熱處理得到稀土氧化物發光材料上述前驅體溶膠在80 150°C的鼓風干燥箱中干燥4 Mh，除去溶劑，得到干燥膠；將得到的干燥膠研磨成粉末，在500 800°C的高溫箱式爐中恒溫燒結2 10h， 冷卻后研磨，再放到800 1300°C的高溫箱式爐或管式爐中，還原氣氛或空氣氣氛下煅燒 1 8h，自然冷卻后研磨，即得到所述稀土氧化物發光材料。在煅燒操作的步驟中，當所述稀土氧化物發光材料中含有Tb時，煅燒采用還原氣氛本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：周明杰，劉軍，馬文波，
申請(專利權)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技術有限公司，
類型：發明
國別省市：