[发明专利]一种Eu3+离子激活的钒硅酸盐材料及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光材料的制备方法及其应用，特别涉及一种可以实现从紫外光到红色光转换发射材料的Eu³⁺离子激活的钒硅酸盐材料制备方法及其应用，属于发光材料技术领域。

背景技术

能源短缺和环境污染是21世纪人们不得不面对的问题，节能和环保一直是社会经济可持续发展所讨论的话题。相比于传统白炽灯泡，LED光源是21世纪光源市场的希望，众多优点预告其未来将逐步取代传统光源，奥科委指出高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡之后，最伟大的发明之一，当前全球能源危机的时候，能源是一种宝贵的资源，所以节约能源是我们未来面临的问题。

近几年，LED的发光性能得到了极大改善，其流明效率增长迅速。蓝光激发的黄色荧光粉YAG:Ce³⁺是一种已商业化、且最为常用的荧光粉，但由这种荧光粉制成的LED因缺失红光成分而使得其显色指数偏低、色温偏高，但这些缺陷可以通过添加适量红粉加以改善。近紫外光激发的商业化红色荧光粉Y₂O₂S:Eu³⁺的发光效率和使用寿命远低于蓝色荧光粉BaMgAl₁₀O₇和绿色荧光粉ZnS:Cu⁺/Al³⁺，而且红色荧光粉可以有效提高白光LED的显色指数和降低白光LED的色温。高效荧光粉决定了白光LED的光转换效率、流明效率和相关色温等，因此寻求高效荧光粉，特别是红色荧光粉已成为当务之急。

本发明以铕离子Eu³⁺为激活离子，La_11-11xEu_11xSiV₃O₂₆为基质，可以实现宽带吸收,改善其在紫外至可见光区的吸收,且这种可以实现从紫外光到红色发光转换发射的钒硅酸盐材料未见公开报道。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种Eu³⁺离子激活的钒硅酸盐材料及其应用，制备方法简单、应用前景广阔。

一种Eu³⁺离子激活的钒硅酸盐材料，其特征在于：它的化学通式为La_11-11xEu_11xSiV₃O₂₆，其中x为Eu³⁺掺杂的摩尔比，0.001≤x≤0.3；所述钒硅酸盐材料在250～400纳米的紫外光激发下，发射出612纳米左右的红光。

所述的Eu³⁺离子激活的钒硅酸盐材料的制备方法，采用高温固相法，包括如下步骤：

（1）按化学式La_11-11xEu_11xSiV₃O₂₆中各元素的化学计量比，其中0.001≤x≤0.3，分别称取含有镧离子La³⁺的化合物、含有铕离子Eu³⁺的化合物、含有硅离子Si⁴⁺的化合物、含有钒离子V⁵⁺的化合物，研磨并混合均匀，得到混合物；

（2）将步骤（1）得到的混合物置于马弗炉中，在空气气氛下预煅烧，预煅烧温度为400～800℃，预煅烧时间为1～16小时；

（3）将得到的混合物自然冷却，研磨并混合均匀后，置于马弗炉中,在空气气氛中煅烧，煅烧温度为800～1200℃，煅烧时间为1～12小时，自然冷却到室温，得到一种在紫外光激发下实现红色发光的钒硅酸盐材料。

步骤（2）的预煅烧温度为420～750℃，预煅烧时间为2～10小时。

一种Eu³⁺离子激活的钒硅酸盐材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）的煅烧温度为820～1050℃，煅烧时间为2～8小时。

所述的含有镧离子La³⁺的化合物为氧化镧、硝酸镧、碳酸镧中的一种；含有铕离子Eu³⁺的化合物为氧化铕、硝酸铕和碳酸铕中的一种；所述的含有硅离子Si⁴⁺的化合物为二氧化硅和正硅酸乙酯中的一种；所述的钒离子V⁵⁺为五氧化二钒和偏钒酸铵中的一种。

一种Eu³⁺离子激活的钒硅酸盐材料的制备方法，采用化学合成法，包括如下步骤：