[发明专利]一种发光颜色可调的荧光材料

说明书

技术领域

本发明提供了一种发光颜色可调的荧光材料。

背景技术

发光材料又称发光体，是一种能够把从外界吸收的各种形式的能量转 换为非平衡辐射的功能材料。发光材料已经在人类社会的各个领域中得以 广泛的应用。这得益于近半个世纪以来，人类在凝聚态物理、分子光谱、 配位化学、无机功能材料以及固体化学等众多科学领域取得的一系列研究 成果。

所谓发光现象，其本质是一种能量转换形式，发光物质被某种形式的 能量激发-即吸收某种形式的能量，并将其转化为电磁辐射。当电磁辐射的 波长处于可见区域时，即可用肉眼观察到发光现象.固体发光的应用主要 有：光源、显示、显像、光电子学器件、辐射场的探测以及辐射剂量的记 录等。

一般无机固体发光材料主要由基质和激活剂组成，此外还添加一些助 熔剂、共激活剂和敏化剂。基质是发光材料的主体，它既可以作为激活剂 等杂质离子提供分散基体，又可以与敏化剂等一起作用直接吸收辐射能量 传递给激活剂，同时还可以通过自身晶体场对激活剂等杂质离子的束缚， 直接影响到发光光谱的类型和颜色。激活剂对基质起激活作用，并形成发 光中心。助熔剂的作用是使激活剂更容易地扩散到基质晶格中形成发光中 心。

高温固相反应法是一种传统的合成方法，使用高温固相法合成本发明 的产品其优点是晶体生长质量优良，表面缺陷少，产品疏松易于粉碎，且 粉碎后不会影响其发光性能。

有关可以被紫外线有效激发的蓝、绿和红色荧光材料一直是人们研究 的重要方向。林君小组^[1]曾报道过一种类似的发光颜色可调的荧光材料 LaGaO₃:xTb³⁺，其中Tb³⁺离子的掺杂量为La³⁺离子的0.01-12％的mol数， 它是一种发光颜色可以实现从蓝色到绿色范围内可调的荧光材料。该荧光 材料是通过改变紫外光激发波长和Tb³⁺离子的掺杂量来实现发光颜色可调。 其缺点是发光颜色可调范围窄而且需要改变激发光源的波长。本发明可以 使用在220-380nm之间的任意一种固定波长的紫外光进行激发，无需改变 激发波长；本发明发光颜色可调范围宽。

(参考文献：[1]Xiaoming Liu，Ran Pang，Zewei Quan，Jun Yang，and Jun Lin. Tunable Luminescence Properties of Tb3+-Doped LaGaO3 Nanocrystalline Phosphors.Journal of The Electrochemical Society，154(7)，J185-J189(2007).)

发明内容

本发明提供了一种发光颜色可调的荧光材料。

本发明的另一目的是提供上述发光颜色可调的荧光材料的制备方法。

一种发光颜色可调的荧光材料，是稀土离子掺杂的碱金属铈酸盐，其 化学式为：Sr_2-xEu_xM_yCeO_4+(x+y)/2，式中，M为碱金属阳离子， 0.00001≤x≤0.6，0.0001≤y≤0.9；所述碱金属阳离子为锂离子(Li⁺)、 钠离子(Na⁺)和钾离子(K⁺)中的一种；

所述的发光颜色可调的荧光材料在波长为220-380nm的紫外线激发时 吸收能量，通过改变铕离子的含量以及利用碱金属离子作为共激活剂，得 到发光颜色为蓝色到白色到橙色到红色；具体为：

(1)当碱金属的掺杂量为0.0001≤y≤0.1，在0.00001≤x≤0.0001 内改变铕离子的掺杂量，得到发光颜色为蓝色的荧光材料；(2)当铕离子 的掺杂量为0.0005≤x≤0.001，在0.1≤y≤0.9范围内改变碱金属的掺 杂量，得到发光颜色为白色的荧光材料；(3)当碱金属掺杂量为 0.6≤y≤0.9，在0.005≤x≤0.05范围内改变铕离子的掺杂量，得到发光 颜色为橙色的荧光材料；(4)当铕离子的掺杂量为0.08≤x≤0.6，在 0.0001≤y≤0.9范围内改变碱金属的掺杂量，得到发光颜色为红色的荧 光材料。

所述的发光颜色可调的荧光材料的制备方法，是采用高温固相法，按 以下步骤制备：