[发明专利]一种绿色长余辉发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种绿色长余辉发光材料及其制备方法。

背景技术

长余辉发光材料能够吸收外界光能并把光能存储下来，再缓慢地以可见光的形式释放出来，其在交通安全标志、紧急突发事件的照明设施、航空及汽车的仪表显示、防伪技术、建筑装饰、工艺美术涂料等众多领域有着广泛的用途。长余辉发光材料由基质材料，也称为主体材料，以及激活剂（发光中心）、辅助激活剂组成。发光中心有稀土离子或一些过渡金属离子，如Ag⁺、Cu⁺、Ce³⁺、Eu²⁺、Eu³⁺、Tb³⁺、Nd³⁺、Mn²⁺、Cu⁺等。如发明专利“一种超长余辉蓝色蓄光陶瓷材料及其溶胶凝胶制备方法”（ZL 200910308735.X）公开了材料(Ca_1-α-β-γM_αEu_βA_γ)Al₂Si₂O₈的制备技术，其发光中心为Eu²⁺，发明专利“一种快速合成长余辉发光材料的方法”（CN101899298A）公开了以为Pr³⁺发光中心的材料Ca_(0.8-2x)Zn_0.2TiO₃:xPr³⁺，xNa⁺的制备技术，发明专利“一种锰离子激活红色长余辉发光材料及其制备方法”（CN 102719243A）公开了以Mn²⁺作为发光中心的AlN:Mn²⁺的制备技术，发明专利“一种红色长余辉发光材料及其制备方法”（CN 103160278A）所公开的材料ZnGa₂O₄：aCr³⁺,bDy³⁺是以Cr³⁺为发光中心。还有论文（J. Rare Earths 22(1)(2004) 83；Mater. Chem. Phys. 99 (2006) 494；J. Lumin. 156 (2014) 25；J. Electrochem. Soc. 158 (2011) H697）报道了以Zr⁴⁺、Ag⁺、 Cu⁺、Ce³⁺离子作为材料的发光中心。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绿色长余辉发光材料及其制备方法，其不需要掺杂稀土元素或过渡金属离子作为发光中心，而是通过掺杂Sr²⁺和采用特定的制备工艺获得最佳的氧和锌缺陷浓度，而利用其缺陷作为发光中心。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种绿色长余辉发光材料，其化学式为：Sr_xZn_3-x(PO₄)₂；其中，x=0.006-0.10。

所述绿色长余辉发光材料的制备方法包括如下步骤：

1）按化学计量比分别准确称取ZnO、(NH₄)₂HPO₄、SrCO₃，并按与制备的绿色长余辉发光材料的摩尔比为0.05-0.9:1称取H₃BO₃；

2）将上述原料混合后置于球磨罐中，原料加入量以球磨罐容积的1/4~1/3为宜，并加入无水乙醇至球磨罐容积的1/2，然后加入氧化锆球，使球磨罐中物料的总体积为球磨罐容积的3/4，按600-1000 r/min的转速充分研磨2-8h后取出，置于通风橱内自然挥干，再于100℃风干1小时；

3）将干燥后的样品装入带夹套的坩埚中，内坩埚放样品外坩埚放活性炭，盖好后于还原性气氛、900-1050℃高温炉中煅烧2-5h，自然冷却至室温，即得。

其中，所用ZnO、H₃BO₃、(NH₄)₂HPO₄、SrCO₃均为分析纯。

本发明的显著优点在于：