[发明专利]稀土发光材料及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种发光材料，尤其涉及一种含有稀土元素的发光材料及其制备方法。

【背景技术】

目前，稀土发光材料作为一种新型高效的发光材料，已经发展为信息显示、照明光源、光电器件等领域重要的发光材料。通过提高稀土发光材料的发光强度可以有效改善发光器件的性能，同时提高器件的发光效率并有效节能。因此，高发光效率的发光材料的研究和应用一直是材料化学和材料物理学领域的重要研究内容。

传统的使用稀土发光材料制备的荧光粉，例如Y₃(Al，Ga)₅O₁₂，具有发光强度高、稳定向好，粒度均匀等优点，主要应用于彩色场发射显示器件、投影电视等产品。然而，上述荧光粉的发光效率有待进一步提高。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种发光效率较高的稀土发光材料及其制备方法。

一种稀土发光材料，包括包覆有金属纳米颗粒的稀土-铝(镓)酸盐，其组成通式为Y_3-xLn_x(Al_1-yGa_y)₅O₁₂M，其中：0＜x≤0.5；Ln为铈(Ce)，铽(Tb)中的至少一种；0≤y＜1.0；表示包覆；M为金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)及铜(Cu)金属纳米粒子中的至少一种；M与Al的摩尔比为z，0＜z≤1×10^-2。

其中，0.01≤x≤0.3。

其中，0.2≤y≤0.6。

其中，1×10^-5≤z≤5×10^-3。

一种上述的稀土发光材料的制备方法，包括如下步骤：将金属纳米粒子加入到聚乙烯吡咯烷酮的溶液中，搅拌均匀，其中金属纳米粒子为金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)及铜(Cu)金属纳米粒子中的至少一种；加入含有Al³⁺的溶液和表面活性剂，搅拌均匀；于0～100℃下加入沉淀剂，搅拌1.5～5h后陈化，将沉淀过滤、洗涤、干燥，其中沉淀剂为NH₄HCO₃、NH₃H₂O、(NH₄)₂CO₃、尿素中的至少一种；将沉淀于500～1200℃下煅烧1～8h得到包覆有金属纳米粒子的Al₂O₃粉末；按照Y_3-xLn_x(Al_1-yGa_y)₅O₁₂M的比例，称取Y、Ga和Ln对应的化合物及包覆有金属纳米粒子的Al₂O₃，研磨混合均匀；于1300～1700℃、还原气氛下反应2～8小时，冷却至室温，将所得产物研磨为粉末。

其中，含有Al³⁺的溶液为AlCl₃溶液、Al₂(SO₄)₃溶液、Al(NO₃)₃溶液中的至少一种。

其中，表面活性剂为聚乙二醇、乙二醇、异丙醇、聚乙烯醇中的至少一种。

其中，表面活性剂为分子量为2000-10000的聚乙二醇。

其中，还原气氛为N₂与H₂混合还原气氛、碳粉还原气氛、CO还原气氛、纯H₂还原气氛中的至少一种。

其中，Y、Ga和Ln对应的化合物为Y、Ga和Ln对应的氧化物、氯化物、碳酸盐、硝酸盐、草酸盐中的至少一种。

上述稀土发光材料，由于包覆在稀土-铝(镓)酸盐之外的金属离子产生了表面等离激元(surface plasmon，SP)效应，以达到增强发光效率的作用。性能测试结果表明，上述稀土发光材料在引0-580nm的波长区间具有较高的光发射强度。另外，上述制备方法工艺简单、设备要求低、无污染、易于控制，适于工业化生产。

【附图说明】

图1是本发明实施例1制备的Y_2.99Ce_0.01Al₅O₁₂Pt发光材料在加速电压为3KV下的阴极射线激发下的发光光谱图，为一较宽的峰，最强处位于540nm。