[发明专利]一种钛酸盐发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料领域，尤其涉及一种钛酸盐发光材料。本发明还涉及一种钛酸盐发光材料的制备方法。

背景技术

自1997年新型红色长余辉发光材料CaTiO₃:Pr³⁺应用到场发射显示(FED)领域以来，Pr³⁺掺杂的碱土金属钛酸盐MTiO₃:Pr³⁺(其中，M为Ca、Sr、Ba中至少一种)作为一种极具开发潜力的FED红光材料引起了国内外研究者们极大的兴趣与关注。

研究表明，MTiO₃:Pr³⁺的色坐标x＝0.680、y＝0.311，是纯正红光的钙钛矿结构体系。其发射峰的波长在614nm左右，是对应于Pr³⁺的¹D₂→³H₄转换。Pr³⁺掺杂钛酸盐MTiO₃，一方面Pr³⁺进入基质晶格取代Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺格位形成红色发光中心；另一方面，Pr³⁺对Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺的不等价电荷取代形成异价离子掺杂晶格结构，为保持电中性，晶格中形成了阳离子空穴。另外，材料制备过程中会有部分Pr³⁺被氧化生成Pr⁴⁺，出现电子陷阱中心。这些都使得MTiO₃:Pr成为一种具有良好发光性能的红色长余辉材料。但是，这一体系目前存在的最大缺点就是发光亮度还不够，若要应用于照明领域，其发光强度还有待进一步的提高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种钛酸盐发光材料，其化学通式为：M₁TiO₃·xPr·yM₂；其中，M₁为Ca、Sr或Ba中的至少一种，M₂为Ag、Au、Pt或Pd纳米颗粒中的至少一种，x取值为5×10^-5～1×10^-2，y取值为5×10^-7～1×10^-4。

本发明还上述钛酸盐发光材料的制备方法，制备流程如下：

一、M₂的纳米颗粒溶胶的制备

1)将M₂的源化合物，如硝酸银、氯金酸、氯铂酸、氯化钯溶解到水或乙醇溶剂中，配制得含M₂离子的溶液；其中，M₂为Ag、Au、Pt或Pd中的至少一种；

2)以水或乙醇为溶剂，水合肼、抗坏血酸、硼氢化钠为溶质，配制得还原剂溶液；

3)在磁力搅拌的状态下，将一种或一种以上的表面处理剂溶解到上述1)溶液中，并使表面处理剂能在最终得到的金属纳米颗粒溶胶中的含量为5×10^-4g/mL～4×10^-3g/mL；其中，表面处理剂为聚乙烯砒咯烷酮(PVP)、柠檬酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠中的至少一种；

4)在磁力搅拌的环境下，按还原剂与金属离子的物质的量之比为0.5∶1～4.8∶1的比例，往上述1)所得到的含M₂离子的溶液中加入上述2)得到的还原剂溶液，整个体系继续搅拌反应10min～45min后即得到M₂的纳米颗粒溶胶。

二、钛酸盐发光材料的制备

1)以无水乙醇或去离子水为溶剂，配制Pr(NO₃)₃和Ca(NO₃)₂、Sr(NO₃)₂、Ba(NO₃)₂溶液；