[发明专利]一种绿光长余辉发光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种绿光长余辉发光材料及其制备方法。所述方法包括以下步骤：1)按Ca_1.999Sn_1‑mO₄：Tb³⁺_0.001,Al³⁺_m化学式中的化学计量比分别称取各种化合物原料，其中m＝0.01‑0.10，所述化合物原料包括：CaCO₃、SnO₂、Tb₄O₇、Al(OH)₃；2)将上述各种原料在玛瑙乳钵中研磨、均匀混合，得到混合物粉末；3)将上述混合物粉末，在高温气氛炉中煅烧并保温一定时间；4)将产物随炉自然冷却至室温，并采用玛瑙乳钵进行研磨，可制得一系列不同组成的绿光长余辉发光材料。本发明采用Al³⁺共掺杂工艺制备出性能优异的新型Ca₂SnO₄:Tb³⁺系绿光长余辉发光材料，对提升该体系材料的综合发光性能及充分利用Al资源优势具有重要的意义。

技术领域

本发明属于光致发光材料技术领域，具体涉及一种绿光长余辉发光材料及其制备方法。

背景技术

长余辉发光材料也被称作蓄光材料，或者夜光材料，指的是在自然光或其它人造光源照射下能够存储外界光辐照的能量，然后在某一温度下(通常指室温)，缓慢地以可见光的形式释放这些存储能量的光致发光材料。这种光学性质可应用在许多领域，如交通安全指示，弱光紧急照明，显示器，LED节能照明，高能射线探测，图像存储和光学记忆领域等等，甚至已经在医学诊断，活体生物成像，太阳能利用等方面得到应用。随着长余辉材料应用领域的扩展，急需开发和探索各种新型性能优异的长余辉发光材料，以满足社会发展的多样化需求。

为得到性能优异的长余辉发光材料，选择合适的发光基质尤为重要。Ca₂SnO₄含有[SnO₄]^4-，具有良好的光学惰性及化学稳定性，适合作为基质材料。而且，它还具有特殊的[SnO₆]八面体连成的一维链状结构；在这种结构中，其它离子很容易进入主晶格并产生位于适当深度的陷阱，这些陷阱可以存储激发能量并在室温下发光，有利于其它离子掺杂提升材料体系的发光性能。自从2005年绿色长余辉发光材料CaSnO₃:Tb³⁺被首次报道以来，锡酸盐体系的长余辉材料得到了人们的广泛关注。以Ca₂SnO₄为基质，各种稀土离子为发光中心的多种长余辉发光材料相继被研发出来；为了进一步提升和改善现有体系的发光性能，多通过与发光中心离子共掺杂另一种碱金属离子、稀土离子或过渡金属离子等方法；但以铝离子(Al³⁺)为共掺剂的研究尚未见报道。因此，本发明将以Ca₂SnO₄为基质制备性能优异的长余辉发光材料，并通过Al³⁺掺杂大幅提升其综合发光性能。Al具有在自然界储量大，价格低廉，导电性良好，电负性也较低(1.61)等特点，本发明采用第三主族元素Al³⁺和稀土元素Tb³⁺共掺Ca₂SnO₄制备出性能优异的新型长余辉发光材料。

发明内容

本发明主要是提供一种新型绿光长余辉发光材料Ca_1.999Sn_1-mO₄：Tb³⁺_0.001,Al³⁺_m(m＝0.01-0.10)及其制备方法。该方法工艺路线简单、原材料成本低廉、化学稳定性高、无污染和放射性，发光强度高、余辉时间长、便于工业化生产。

本发明的技术方案如下：

一种绿光长余辉发光材料制备方法，包括以下步骤：