[发明专利]一种铕离子Eu3+激活的硅酸盐基发光材料、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种铕离子Eu³⁺激活的硅酸盐基发光材料、制备方法及应用，属无机荧光材料技术领域。 

背景技术

稀土三基色荧光粉是用于生产高效节能灯的主要原材料，与普通白炽灯相比，节电率高达80%，而且可以获得与日光相近的色温，使得被照物体颜色纯正不失真，其生产过程对环境无污染，是被公认的理想绿色照明工程。稀土三基色荧光灯使用红、蓝、绿三种荧光粉，其中红色荧光粉为Y₂O₃:Eu³⁺。

Y₂O₃:Eu³⁺是一种常用的稀土红色荧光粉，由于该荧光粉可吸收254nm左右的紫外光，发射出611nm左右的红光，且吸收能力强、转换效率高，被广泛应用于照明、显示、太阳能装置中。但该材料的制备一般需较高的制备温度（1400℃左右）和很长的反应时间（几十小时），且制备的粉体颗粒不规则、粒径较大，需多次球磨、筛分方可应用，工艺复杂、能耗及成本较高且易吸收空气中的水及二氧化碳而导致发光强度下降。

硅酸盐基质是一类良好的发光和激发基质，具有优良的发光性能，热稳定性和化学稳定性，来源广泛，价格低廉倍受人们的关注。例如中国发明专利CN 1637115A公布了一种红色荧光粉的制备方法，采用共沉淀法及二次焙烧工艺，所制得的红色荧光粉颗粒接近球形、表面光滑、粒径小、阴极射线发光强度高。中国发明专利CN 1702145A公布了一种稀土纳米硅酸盐基红色荧光体及其制备方法，主要是将激活剂、敏化剂、和基质钇的氧化物溶于硝酸，再加入基质硅材料，获得透明溶胶。在较低温度和较短时间下制备出了稀土纳米红发光荧光粉。文献调研表明，Eu³⁺激活的硅酸盐基发光材料Na₉Y_1-xEu_xSi₆O₁₈  尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种化学及光学性能稳定，制备工艺简便，条件温和，绿色环保，且能降低能耗和成本的铕离子Eu³⁺激活的硅酸盐基发光材料、制备方法及其应用，为本领域增添一类新的品种，推动无机发光材料的广泛应用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案提供一种铕离子Eu³⁺激活的硅酸盐基发光材料，它的化学式为Na₉Y_1-xEu_xSi₆O₁₈   ，其中，x为Eu³⁺的掺杂量，0.0001≤x≤0.5；所述发光材料在波长为365～425纳米的紫外光激发下，发射出波长在570～630 纳米的红光。

本发明技术方案提供一种如上所述的铕离子Eu³⁺激活的硅酸盐基发光材料的制备方法，采用高温固相法，包括以下步骤：

①以含钠离子的化合物、含钇离子的化合物、含铕离子的化合物和二氧化硅为原料，按通式Na₉Y_1-xEu_xSi₆O₁₈   中对应元素的化学计量比称取各原料，研磨后混合均匀；

②将混合均匀的粉体在空气气氛下进行第一次煅烧，煅烧温度为300～500℃，保温3～6h，自然降温至室温后取出样品；将得到的样品充分研磨，在空气气氛下进行第二次烧结，烧结温度为1000～1200℃，保温6～10h，自然冷却后得到一种铕离子Eu³⁺激活的硅酸盐基发光材料。

本发明技术方案还包括提供一种如上所述的铕离子Eu³⁺激活的硅酸盐基发光材料的制备方法，采用化学溶液法，包括以下步骤：

①以含铕离子的化合物、含钠离子的化合物、含钇离子的化合物为原料，按通式Na₉Y_1-xEu_xSi₆O₁₈中对应元素的化学计量比称取各原料，分别溶解于稀硝酸溶液中，再将得到的各溶液混合均匀；

②蒸发去除水及过量的酸，再加入乙醇获得澄清溶液；