[发明专利]一种长余辉发光材料和制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种长余辉发光材料和制备方法及其应用，涉及发光材料领域。长余辉发光材料的化学通式为：Ba_1‑x‑yZrSi₃O₉:xEu²⁺,yDy³⁺或Ba_1‑xZrSi₃O₉:xEu²⁺,yLi⁺，可以应用于电力设施夜间安全警示材料中。其制备方法为：称取相应元素的原料；将原料球磨处理，干燥后得到前驱体粉末；将前驱体粉末在还原气氛下煅烧处理，得到长余辉发光材料。本申请选取钡锆硅酸盐作为基质材料，使得发光材料的热稳定性和化学稳定性提高，采用Eu²⁺作为发光中心，同时掺杂Dy³⁺或Li⁺离子作为助激活剂，可以改善发光材料的荧光性能和余晖性能，提高余晖强度和余晖持续时间，产生明亮持久发光现象。

技术领域

本发明涉及发光材料领域，尤其涉及一种长余辉发光材料和制备方法及其应用。

背景技术

长余辉发光材料又称为蓄能型发光材料，是一种能够储存激发光能量，并能在激发停止后逐步以光的形式释放储存的能量，是目前光电领域重要的一类发光材料和节能材料。

长余辉发光有许多众所周知的应用，例如装饰、玩具和紧急情况下电力短缺的紧急标志，其中应用最为广泛的是稀土Eu²⁺离子掺杂的铝酸锶类长余辉发光材料。近年来拓展了许多未开发的应用领域，大大提高了对高效长余辉发光材料的研究。其中目前研发较多的主要有用作道路标志的发光涂料，用于保护和装饰的等离子电解氧化涂层，在消防、安全、交通等领域，由碱土铝酸盐长余辉自发光材料制作的安全指示标识、交通标志、提示标志具有吸光发光、无需电源、免维护等特点，在不需要外部电源支持、紧急断电的情况下，可以起到信息指引、快速疏散、安全逃生等指示标志作用。

因此，铝酸锶类长余辉发光材料成为现今成熟的商业长余辉材料，但该类材料用于安全指示领域却存在诸多问题，由于基质本身化学结构不稳定、易水解、不耐潮解、在酸性极端条件下不稳定，导致材料的发光性能和余晖性能受限。因此用于安全警示的长余辉发光材料的选择尤为重要，需要筛选出发光性能和余晖性能优异的长余辉发光材料。

发明内容

本发明提供了一种长余辉发光材料和制备方法及其应用，以提高长余辉发光材料的发光性能和余晖性能。

为了解决上述技术问题，本发明目的之一提供了一种长余辉发光材料，所述长余辉发光材料的化学通式为：Ba_1-x-yZrSi₃O₉:xEu²⁺,yDy³⁺或Ba_1-x-yZrSi₃O₉:xEu²⁺,yLi⁺，其中，X＝0.01-0.03，Y＝0.01-0.03。

通过采用上述方案，本申请选取钡锆硅酸盐材料作为基质，使得发光材料的热稳定性和化学稳定性好；由于Eu²⁺离子的5d电子态位于基质材料的导带附近，有效促进电子跃迁，同时在还原气氛下掺杂助激活剂可有效占据基质位点从而制造更多的氧空位作为缺陷，并调控增大陷阱能级深度，在紫外光激发条件下，位于Eu²⁺离子基态的电子被激发到5d激发态并由基质导带的浅层陷阱(氧空位)捕获，而位于低能激发态的5d态电子则通过短距离隧道到达附近能量匹配的深阱，脱陷阱过程是在热扰动的作用下释放被浅层陷阱捕获的电子，这些电子与发射中心重新组合，产生明亮持久发光现象，使得荧光发光性能、余晖强度和余晖时间得到提高。

作为优选方案，所述长余辉发光材料为六方晶系。