[发明专利]一种新型纳米复合氧化锌基红色荧光材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种新型纳米复合氧化锌基红色荧光材料的制备方法，该方法采用核/壳纳米结构，用Zn(NO₃)₂·6H₂O、Eu₂O₃、硝酸和碳酸氢铵为原料，利用外壳层的Eu₂O₃在ZnO基质中作为“能量存储中心”，有效提高了ZnO基质到Eu³⁺离子间的能量传递，因此大大提高ZnO基质中Eu³⁺离子红光发射性能。所以本发明制备的这种红色荧光材料，更适用于寒冷的北方等恶劣的环境，并且也可广泛用于航天器涂层颜料。

技术领域

本发明属于一种新型纳米复合氧化锌基红色荧光材料的制备方法，具体的说是一种通过ZnO/Eu₂O₃核/壳纳米结构来提高Eu³⁺离子红光发射效率的方法。

背景技术

红色荧光材料被广泛应用于固态照明光源、新型平板显示器、军用电子元器件等领域，其在红、绿、蓝三基色荧光粉体系中的质量分数高达60～80％。但是目前在三基色显示材料中，红色荧光材料被认为是最薄弱的一环，主要是因为对应于红色发光的跃迁都是能隙很小的跃迁，很难与载流子传输层的能量匹配，不能有效地使电子和空穴在发光区复合、量子效率低、混合光显色性差等，这些问题长期以来都未能很好的解决。另外，传统红色荧光材料的主要原料为价格昂贵的稀土氧化物Y₂O₃和Eu₂O₃，生产成本高。

因此，探索新型的红色荧光材料是当前的研究热点，而选择合适的基质材料被认为是比较有效的解决途径。ZnO作为一种重要的宽带隙半导体材料，因其价格低廉，对环境友好，其禁带宽度为3.37eV，激子束缚能高达60meV，具有良好的化学稳定性和热稳定性，是一种很好的基质材料。此前，在ZnO基质中适量掺杂具有光学活性的杂质如过渡金属离子和三价稀土离子(RE)方面已经做了大量细致的研究工作。例如，Eu³⁺离子掺入ZnO基质中，会有从基质到稀土离子间的能量转移，但是很少有关于尖锐红光发射的报道。为了从ZnO中获得强的Eu³⁺发射，就要求基质和Eu³⁺离子间有有效的能量传递。

而利用不同的化学组分构建核/壳结构，可以得到集合不同材料的特殊性能于一体的材料。例如，核壳是不同的荧光材料，发光是可调的。Eu₂O₃和ZnO因为有不同的特征颜色所以是非常有前景的候选材料。Eu₂O₃的主要发光中心在613nm(红光)，是三原色之一。众所周知，ZnO发光带较宽在蓝-黄区，被认为是光发射器件的潜在材料。ZnO/Eu₂O₃核/壳纳米结构可以增强基质和Eu³⁺离子间的有效的能量传递。但是目前还没有关于ZnO/Eu₂O₃红色荧光材料的报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，采用核/壳纳米结构，提供一种成本低廉、耐低温、发光较强的纳米复合氧化锌基红色荧光材料的制备方法。

本发明的目的是这样实现的，制备该ZnO/Eu₂O₃核/壳纳米结构所采用的原料及其重量配比是：

本发明制备方法的具体步骤是：