[发明专利]一种锂离子掺杂磷酸铋钐荧光粉及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及稀土发光材料领域，具有涉及一种锂离子掺杂磷酸铋钐荧光粉及其制备方法。

【背景技术】

稀土发光材料在整个固体发光领域占有很重要的地位，因为特殊的电子层结构使稀土元素具有一般元素无法比拟的性质。近几年来，因为具有吸收能力强、发光亮度高、合成温度适中等优点，稀土磷酸盐在照明、量子光学、彩色电视机和热释发光检测领域应用广泛，引起了科研工作者广泛的兴趣。因此，寻找制作工艺简单并且产物多功能化和特殊形貌的稀土磷酸盐的方法无论是在工业生产还是科学研究上都具有重要价值，也在合成其它纳米材料方面具有指导意义。

BiPO₄是一种重要的无机磷酸盐材料，具有六方相、低温单斜相和高温单斜相三种不同的结构，被广泛应用于光催化、离子传感器、锂离子电池、放射性元素分离、微波介电、超级电容器等方面。该材料的性能在很大程度上取决于它的形貌，尺寸、结构及其组成。关于BiPO₄:Ln³⁺荧光粉的研究已经取得很大成就，现有固相法、微波水热法、溶剂热法、共沉淀法、静电纺丝法、声化学法、水热法等多种方法制备了多种结构形貌的BiPO₄:Ln³⁺晶体。上述合成方法中，水热法工艺简单，反应条件温和，可很好地控制产物的形貌，尺寸、结构，与此同时表面活性剂在控制晶体形貌，结构中也扮演着重要的角色。2008年，Guan等人首次报道了由纳米棒组成的海胆状微球BiPO₄:Ln³⁺(Eu³⁺，Tb³⁺，Dy³⁺)荧光粉具有优异的发光性能，是一种优异的稀土发光材料基质，研究了不同Bi³⁺离子含量和反应时间对形貌的影响，提出了海胆状微球的合成机理(Crystal Growth and Design,2008,8(8):2694-2697.)；史晓磊等人通过水热法合成BiPO₄:Sm³⁺橙红色荧光粉，并研究了不同pH值和Sm³⁺掺杂量对其发光材料的结构、形貌以及发光性能的影响。(Ceramics International，2015，41：3162–3168)。Joanna Cybinska等人首次使用离子液体辅助的微波合成的方法，研究了BiPO₄:Ln³⁺(Ln＝Sm，Eu，Tb，Dy)稀土离子掺杂的颜色可调控的发光材料(Journal of Luminescence，2016,170:641-647)。

迄今为止，现有的合成方法制得的BiPO₄:Sm³⁺荧光粉结晶度低、发光强度不高，还没有人提出能增强其发光的简单便捷的方法。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种锂离子掺杂磷酸铋钐荧光粉及其制备方法，该方法工艺流程简单，成本较低，制得的荧光粉具有结晶度高，发光强度高的优点。

为了达到上述目的，本发明方法采用如下技术方案：

包括以下步骤：

(1)取Bi(NO₃)₃·5H₂O、Sm(NO₃)₃·6H₂O和LiNO₃固体粉末混合后加入到硝酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液A；

(2)再向混合溶液A中滴加NH₄H₂PO₄溶液，继续搅拌直到NH₄H₂PO₄溶液充分溶解，得到混合溶液B；其中Bi(NO₃)₃·5H₂O、Sm(NO₃)₃·6H₂O、LiNO₃和NH₄H₂PO₄的比为3.8mmol：0.2mmol：xmmol：4mmol，x＝0.1～1.0；

(3)调节混合溶液B的pH值至0.50～0.55，得到混合溶液C；

(4)混合溶液C在180℃～185℃下反应生成沉淀，至沉淀不增加时，自然冷却到室温；