[发明专利]一种具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+纳米线的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有长余辉发光功能的Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺，Dy³⁺纳米线的合成方法，属于无机非金属材料领域。

背景技术

长余辉材料是一种特殊的发光材料，在室温下，其发光在去掉激发源的情况下仍可持续几个小时以上的时间。由于人们对环保与节能的日益重视，长余辉材料的应用领域也不断扩大，被广泛使用在应急显示、交通标示、夜光表、织物印花等领域，同时在大屏幕彩色显示板、电脑显示器、X射线增感屏、信息存储等领域具有极大的应用潜力。长余辉发光材料已成为人们日常生活中不可缺少的材料。

研究较早的长余辉材料主要是硫化物，缺点是易水解、稳定性较差，发光强度及余辉性能不太理想。二十世纪60年代末以来，碱土铝酸盐长余辉材料得到广泛的研究，该体系具有发光亮度高，余辉时间长，不含放射性元素等优点，然而铝酸盐体系长余辉材料也存在抗湿性差，烧结温度高，发光颜色单一等缺点。近年来，为了提高材料的发光性能，人们不断开拓新型基质体系，以硅酸盐材料研究最多。由于硅酸盐材料具有化学稳定性好、耐水性强、紫外辐照性稳定、应用特性优异等特点，而且高纯二氧化硅原料价廉、易得，烧结温度比铝酸盐体系低100℃以上，因此最有希望取代铝酸盐的成为新一代最实用、最廉价的长余辉发光材料。

同时，研究人员为了提高硅酸盐材料的长余辉性能，挖掘其应用潜力，不断探索长余辉材料纳米合成技术。申请号为200610129257.2的发明专利报道了一种纳米硅酸盐长余辉发光材料的制备方法。本发明的制备方法是采用溶胶-凝胶技术，配方中以硅酸盐为基质，使用Eu²⁺作为激活剂，Dy³⁺为辅助激活剂，通过加入含硼的化合物提高余辉性能，从而形成硅酸盐长余辉发光材料的化学配方组成，其分子式为Sr_2-x-yMgSi₂O₇:Eu_x，Dy_y，其中0.001＜x＜0.05，0.001＜y＜0.05，H₃BO₃＝0～0.3mol。使其利用纳米合成技术，制备纳米尺度的长余辉发光材料，从而解决了现有长余辉发光粉体颗粒粗大，且激活离子等不能在基质中均匀分布等降低发光强度的问题，大大扩展了此类长余辉发光材料的应用领域。翟永清等人于河北大学学报(自然科学版)2007年第27卷第2期等155～159页发表的《凝胶-燃烧法合成Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺，Dy³⁺蓝色长余辉发光材料》一文中报道了一种采用凝胶-燃烧法合成Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺，Dy³⁺蓝色长余辉发光材料的方法，首先将Eu₂O₃、Dy₂O₃溶于浓硝酸，制成Eu(NO₃)₃、Dy(NO₃)₃溶液，其准确浓度用EDTA标准溶液滴定，然后在100ml坩埚中加入一定体积的共溶溶剂无水乙醇，按目标产物Sr₂MgSi₂O₇:0.02Eu²⁺，0.04Dy³⁺的化学计量比，依次加入Si(OC₂H₅)₄、Eu(NO₃)₃和Dy(NO₃)₃溶液，Mg(NO₃)₂·6H₂O、Sr(NO₃)₂、H₃BO₃、尿素及少量水，搅拌使各物料完全溶解并混合均匀，调节pH值，在60～65℃水浴下加热蒸发，直至形成凝胶，将此凝胶在烘箱中于85℃下干燥，得干凝胶。然后将盛有干凝胶的坩埚置于马弗炉中，在一定炉温下(600～800℃)起火燃烧，燃烧过程中放出大量气体，火焰呈红黄色，整个过程持续约2min之后，取出坩埚，加盖冷却至室温，将所得前驱物研细，在1000℃还原处理1h即得目标产物，样品呈浅黄绿色。但该方法制备的材料内部颗粒外形不规则，尺寸大小不一，一次晶粒尺寸在100nm以下，由于产物颗粒小，表面能大，导致一些大的团聚体的存在。