[发明专利]硅酸钇钠绿光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，尤其涉及一种硅酸钇钠绿光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。其中，以前使用的Na₅YSi₄O₁₂:Tb色纯度高，但是发光效率不高。

发明内容

本发明所要解决的问题在于提供一种色纯度和发光效率较高的硅酸钇钠绿光发光材料。

本发明的技术方案如下：

一种硅酸钇钠绿光发光材料，其化学通式为：Na₅Y_1-xSi₄O₁₂:Tb_x,M_y；其中，M为掺杂纳米金属粒子，M为Ag、Au、Pt、Pd、Cu中的至少一种；x的取值范围为0.01≤x≤0.6，y为M与Si的摩尔之比，y的取值范围为0＜y≤1.5×10^-2。

所述硅酸钇钠绿光发光材料，优选，x的取值范围为0.05≤x≤0.4；y的取值范围为5×10^-5≤y≤5×10^-3。

所述硅酸钇钠绿光发光材料，优选，M为Ag与Au的混合纳米粒子。

本发明还提供上述硅酸钇钠绿光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，还原剂的添加量与含M的盐溶液中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、将孔径为20~100nm、气孔率为92~98%的硅气凝胶溶解到步骤S1制得的M纳米粒子胶体中，并于50~80℃下，搅拌0.5~5h，然后超声分散10~20min，再在60-150℃下干燥；将干燥后的原料研磨均匀，并在600~1000℃下煅烧0.5~5h，得到含M的硅气凝胶；其中，硅气凝胶溶解到步骤S1制得的M纳米粒子胶体中时，M纳米粒子与硅气凝胶中Si的摩尔之比为0＜y≤1.5×10^-2；

S3、按照化学通式Na₅Y_1-xSi₄O₁₂:Tb_x,M_y中各元素的化学计量比，称取步骤S2制得的含M的硅气凝胶、Na的源化合物、Y的源化合物以及Tb的源化合物，研磨混合均匀，于还原气氛中、1000℃~1300℃保温烧结1~8h，随炉冷却降温至室温，将所得到的样品研磨为粉末，即得到化学通式为Na₅Y_1-xSi₄O₁₂:Tb_x,M_y的硅酸钇钠绿光发光材料；

上述步骤中，M为掺杂纳米金属粒子，M为Ag、Au、Pt、Pd、Cu中的至少一种；x的取值范围为0.01≤x≤0.6，y为M与Si的摩尔之比，y的取值范围为0＜y≤1.5×10^-2。

所述硅酸钇钠绿光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；

所述助剂为聚乙烯砒咯烷酮、柠檬酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠；

所述还原剂为水合肼、抗坏血酸、柠檬酸钠或硼氢化钠；

所述混合反应的时间为10min～45min。

所述硅酸钇钠绿光发光材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，Na的源化合物、Y的源化合物以及Tb的源化合物分别为Na、Y和Tb各自对应的氧化物、硝酸盐、碳酸盐、醋酸盐或者草酸盐。

所述硅酸钇钠绿光发光材料的制备方法，优选，x的取值范围为0.05≤x≤0.4；y的取值范围为5×10^-5≤y≤5×10^-3。