[发明专利]镓酸镧钙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，尤其涉及一种镓酸镧钙发光材料及其制备方法。

背景技术

近年来场发射器件由于其运行电压低，功耗小，不需偏转线圈，无X射线辐射，抗辐射和磁场干扰等优点而备受关注，场发射阴极和发光材料结合可以得到高亮度、高显色的场发射光源，可以应用与显示、各种指示、普通照明等领域。制备优良性能场发射器件的关键因素之一是高性能荧光粉体的制备。目前场发射器件所采用的荧光材料主要是一些用于传统阴极射线管和投影电视显象管的硫化物系列、氧化物系列和硫氧化物系列荧光粉。这些荧光粉，即发光材料发出的光色纯度较差且亮度不均匀，而且发光效率较低。

发明内容

基于上述问题，本发明所要解决的问题在于提供一种光色纯度好、亮度均匀，且发光效率较高的镓酸镧钙发光材料。

本发明的技术方案如下：

一种镓酸镧钙发光材料，其分子通式为：CaLa_1-xGa₃O₇:Dy_x³⁺@M_y；其中，M为Ag、Au、Pt、Pd及Cu金属纳米粒子中的至少一种，@表示包覆，金属纳米粒子M为内核，CaLa_1-xGa₃O₇:Dy_x³⁺为外壳，x的取值范围为0＜x≤0.2，y的取值范围为0＜y≤1×10^-2。

所述的镓酸镧钙发光材料，优选，x的取值围为0.001≤x≤0.1；y的取值范围为1×10^-5≤x≤5×10^-3。

所述的镓酸镧钙发光材料，M为Ag、Au、Pt、Pd及Cu金属纳米粒子中的一种，也可以为其中的两种或几种，可以是摩尔比为1:1的Ag和Au、也可以是摩尔比为2:3的Ag和Au，还可以是摩尔比为3:7的Pd和Pt，还可以是摩尔比为1:4:5的Ag、Au和Pt等；优选，M为摩尔比为1:1的Ag与Au。

本发明还提供一种镓酸镧钙发光材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将含M的盐溶液、助剂和还原剂混合反应后制得M纳米粒子胶体；其中，还原剂的添加量与M离子的摩尔比为0.5:1～10:1；所述助剂的添加量在最终得到的M纳米粒子胶体中的含量为1×10^-4g/mL～5×10^-2g/mL；

S2、将蔗糖或葡萄糖溶于无水乙醇中，再加入步骤S1制得的所述M纳米粒子胶体，得到混合溶液，再将所述混合溶液转入密封反应器中，并在120-200℃反应5-36h，制备得到包覆M纳米粒子的碳小球溶液，接着用去离子水和无水乙醇洗涤多次，离心分离，60-100℃干燥，得到包覆M纳米粒子的碳小球模板；

S3、按照化学通式CaLa_1-xGa₃O₇:Dy_x³⁺@M_y中的各元素化学计量比，分别提供Ca、La、Ga和Dy对应的硝酸盐溶液，随后加入步骤S2制得的所述包覆M纳米粒子的碳小球模板，搅拌均匀，得到前驱体溶液；接着将前驱体缓慢的加入到沉淀剂草酸溶液中，采用氨水调节pH值为10-12，经过滤，将产物用去离子水和无水乙醇洗涤多次，抽滤，在60~100℃烘干沉淀物；

S4、并对所述沉淀物依次于500~900℃下预热处理1~6h，以及900~1400℃下烧结处理2~8h，冷却、研磨，制得化学通式为CaLa_1-xGa₃O₇:Dy_x³⁺@M_y的镓酸镧钙发光材料；

上述步骤中，M为Ag、Au、Pt、Pd及Cu金属纳米粒子中的至少一种，@表示包覆，金属纳米粒子M为内核，CaLa_1-xGa₃O₇:Dy_x³⁺为外壳，x的取值范围为0＜x≤0.2，y的取值范围为0＜y≤1×10^-2。

所述镓酸镧钙发光材料的制备方法，步骤S1中，含M的盐溶液的浓度为1×10^-4mol/L～1×10^-2mol/L。