[发明专利]掺杂金属纳米粒子的三元硫化物发光材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料领域，尤其涉及一种掺杂金属纳米粒子的三元硫化物发光材料及制备方法。

背景技术

场发射显示器(FED)是一种新发展起来的平板显示器，其工作原理和传统的阴极射线管类似，是通过电子束轰击显示屏上的荧光粉而成像的。与其它的平板显示器(FPD)相比，FED在亮度、视角、响应时间、工作温度范围、能耗等方面均具有潜在的优势。制备优良性能FED的关键因素之一是荧光粉的制备。Eu掺杂的SrGa2S4是一种三元复合硫化物,与氧化物相比,在电场下能提供更好的电子加速度;并且相对于一些二元硫化物(如SrS、CaS)来说,要稳定的多,但对其发光效率的提高一直是研究的热点。

发明内容

本发明所要解决的问题在于提供一种发光效率较高、可用于场发射的掺杂金属纳米粒子的三元硫化物发光材料。

本发明的技术方案如下：

一种掺杂金属纳米粒子的三元硫化物发光材料，其化学通式为：Sr_1-xGa₂S₄:Eu_x²⁺,M_y，其中，M为掺杂金属纳米粒子，选自Ag、Au、Pt、Pd、Cu金属纳米粒子中的至少一种，x为Eu原子取代Sr原子的摩尔数，x的取值范围为0<x≤0.2，y为M与Sr_1-xGa₂S₄:Eu_x²⁺的摩尔之比，y的取值范围为0＜y≤1×10^-2；Sr_1-xGa₂S₄:Eu_x²⁺为发光材料，冒号表示为Eu²⁺的掺杂。

所述掺杂金属纳米粒子的三元硫化物发光材料，优选，x的取值范围为0.001≤x≤0.1，y的取值范围为1×10^-5≤y≤5×10^-3。

本发明还涉及一种掺杂金属纳米粒子的三元硫化物发光材料的制备方法，包括如下步骤：

将M的盐溶液、起分散作用的助剂和还原剂混合反应后，制得M纳米粒子胶体溶液；

按照Sr_1-xGa₂S₄:Eu_x²⁺,M_y中的各元素化学计量比，量取Sr，Ga和Eu盐的乙醇水溶液，然后加入柠檬酸络合剂和聚乙二醇表面活性剂，于60～80℃搅拌2～6h，得到溶胶，再量取所述M纳米粒子胶体溶液加入溶胶中，搅拌2～12h，得到前驱体溶胶，将前驱体溶胶干燥挥发溶剂得到干凝胶，研磨，研磨粉体在空气气氛中于400～600℃预烧2～10小时，冷却、研磨，得到前驱体粉末；其中，柠檬酸与Sr，Ga和Eu总金属离子之和的摩尔比为1～5:1；聚乙二醇的浓度为0.05～0.20g/mL；

研磨所述前驱体粉末均匀,置于加热炉中，随后通入惰性气氛，使加热炉中为惰性气氛；然后通入H₂S,在800～1200℃煅烧1-8h,冷却到500℃停H₂S换惰性气体，冷却至常温下，停惰性气体,取出样品，研磨均匀即得Sr_1-xGa₂S₄:Eu_x²⁺,My发光材料；

上述步骤中，M为掺杂金属纳米粒子，选自Ag、Au、Pt、Pd、Cu金属纳米粒子中的至少一种，x为Eu原子取代Sr原子的摩尔数，x的取值范围为0<x≤0.2，y为M与Sr_1-xGa₂S₄:Eu_x²⁺的摩尔之比，y的取值范围为0＜y≤1×10^-2。