[发明专利]以Zn位及O位缺陷为发光中心的绿色长余辉发光材料

说明书

本发明公开了一种以Zn位及O位缺陷为发光中心的新型绿色长余辉发光材料及其制备方法。该发光材料的化学表达式为Zn_1‑δAl₂O_4‑δ，其中δ为0.001~0.09，其是采用燃烧法结合高温还原气氛煅烧制得。本发明绿色长余辉发光材料经灯光照射15 min后，可在黑暗中持续发绿光5 h以上，稳定好，且其以材料内部制造的Zn位及O位为缺陷作为发光中心，不需要掺杂传统的稀土离子或过渡金属离子，材料成本低。

技术领域

本发明属于无机功能材料制备领域，具体涉及一种以Zn位及O位缺陷为发光中心的绿色长余辉发光材料及其制备方法。

背景技术

长余辉发光材料即蓄光材料是一类功能性陶瓷材料，能吸收可见、紫外光并储存起来，并在黑暗中持续发光。长余辉发光材料可发挥储能、节能的作用，在消防标志、安全逃逸指示、照明设备指示、显示装置、工艺品装饰、光电信息等领域有着广泛应用。常见的长余辉发光材料包括主体基质材料、激活剂(发光中心)以及辅助激活剂。已公开的专利技术以及文献报道常以稀土离子或一些过渡金属离子为发光中心，如Eu²⁺、Eu³⁺、Tb³⁺、Nd³⁺、Mn²⁺、Cu⁺等。如发明专利一种橙黄色长余辉材料（申请号：201410791393.2）公开了以Eu²⁺为发光中心的Li₂Sr_1-x-ySiO₄：xEu²⁺，yR³⁺橙黄色长余辉材料的制备；发明专利长余辉磷光材料（申请号：98124888.8）公开了一种以铕(Eu²⁺),镝(Dy³⁺)和铈(Ce³⁺)作为附加激活剂的碱土磷铝酸长余辉磷光材料的制备；发明专利一种快速合成长余辉发光材料的方法（申请号：201010243006.3）公开了一种快速合成长余辉发光材料Ca_(0.8-2x) Zn_0.2TiO₃:xPr³⁺，xNa⁺的制备方法，其中Pr³⁺为发光中心；发明专利一种红色长余辉发光材料及其制备方法（申请号：200910112064.X）公开了一种Mn²⁺离子激活红色长余辉发光材料(Zn_1-α-βMn_αLn_β)₃（P_1-0.8γSi_γO₄）₂的制备方法；发明专利一种红色长余辉发光材料及其制备方法（申请号：201310089863.6）公开了一种以Cr³⁺为发光中心的红色长余辉发光材料ZnGa₂O₄：aCr³⁺,bDy³⁺的制备。此外，文献（K. Yeh, W. Liu. Mater. Res. Bull. 80 (2016) 127-134）报道了以Ce³⁺, Eu³⁺ or Tb³⁺离子作为发光中心的发光材料NaCaGaSi₂O₇:RE, Li⁺ (RE = Ce³⁺, Eu³⁺or Tb³⁺)的制备等。这些发光材料均以稀土离子或一些过渡金属离子为发光中心。而通过调整制备工艺，可在材料里制造内部缺陷并利用缺陷捕获光子以蓄光，而带电子和带空穴的缺陷在材料中会发生迁移并在迁移过程中相遇而发生覆灭而发光，即发光中心完全为缺陷而不需要稀土离子或过渡金属离子。基于此原理，本发明建立了一种以Zn位及O位缺陷为发光中心的绿色长余辉发光材料Zn_1-δAl₂O_4-δ的制备技术。

发明内容