[发明专利]一种用于发光水泥基复合材料的荧光粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于发光水泥基复合材料的荧光粉，化学通式为Ca₂La(Gd)NbO₆:0.01Bi³⁺；以钙盐、镧的氧化物、钆的氧化物、铌的氧化物和铋的氧化物为原料，依照化学通式Ca₂La(Gd)NbO₆:0.01Bi³⁺的摩尔比进行配比，在玛瑙研钵中研磨均匀得到混合物；所得混合物进行高温烧结，自然冷却得到Ca₂La(Gd)NbO₆:0.01Bi³⁺荧光材料；本发明的荧光粉应用到水泥基材料时，发光不受水泥水化过程的影响，矿物掺合料的添加不影响发光性能。通过简单的机械混合将荧光粉加入到水泥基材料中，在不影响水泥基材料本身力学性能和耐久性的情况下，赋予水泥基材料发光特性，发光颜色在蓝色或青色区域，发光颜色可调控。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种用于发光水泥的荧光粉及其制备方法。

背景技术

水泥基复合材料作为应用最广泛的传统建筑材料，通过与其他材料复合，使其能够对光、热、力和电等外界刺激产生响应，赋予水泥基复合材料更多的功能逐渐成为研究热点。其中，发光水泥基复合材料被认为是一种对路面和建筑具有警示和装饰功能的新型建筑材料。

目前，发光水泥基复合材料的制作方法主要是在材料制作的过程中将一定比例的荧光材料加入到体系中，待水泥基复合材料具有一定的机械性能后，在紫外灯或者太阳光照射后显示出特定的颜色，从而达到警示和装饰功能。例如专利201910377928.4在砂浆制备过程中，添加商用铝酸盐长余辉发光材料，实现水泥砂浆发光，并使用玻璃砂制作发光通道，改善发光水泥砂浆的发光效果和延长发光时间。专利202010747801.X通过调整混凝土中添加的固化剂种类和比例，解决了发光混凝土固化效率低、强度不够高和流平效果差的问题。但是，目前发光水泥基复合材料的研究主要集中在水泥砂浆的力学性能和发光性能改善，水泥基复合材料发光颜色单调。开发新型荧光粉可应用于水泥基材料实现发光颜色调控的研究较少。

水泥基复合材料的机械性能和耐久性是在经历过水化反应后，水泥或者其他无水矿物相与添加的水发生一系列化学反应后才会展示出来。但是大部分的荧光材料在潮湿或者有水的环境中其发光性能会严重下降，因此并非所有的荧光材料都能应用于发光水泥基复合材料。上述的例子可以发现，目前已经报道的发光水泥基复合材料主要使用的发光材料是稀土离子铕离子掺杂硅铝酸盐，荧光粉使用种类单一。

铌酸盐化合物由于其容易合成且成本低，被广泛用作荧光材料基质，例如专利202110011282.5以Ba₂LuNbO₆为基质，通过Mn⁴⁺离子掺杂，发明了一种新型红色发射铌酸盐荧光粉。除了Mn⁴⁺离子，Bi³⁺离子掺杂的铌酸盐因其具有良好的热稳定性和物理化学稳定性、光转换效率高以及可媲美稀土离子发光性能等优点，一直是荧光材料领域研究的热点。近年来，研究者通过特定的方法合成了多种铌酸盐类荧光粉，但是将合成的铌酸盐类荧光粉直接应用于水泥基复合材料的报道较少。水泥基材料在发生水化反应时，体系是碱性较高的水性环境，荧光粉处于这种环境中，可能会发生团聚和解离现象，较高的碱性还会腐蚀荧光粉，使荧光粉的发光性能下降，因此研发发光性能不受水化过程影响，在水化过程中依然可以维持发光的新型荧光粉以满足发光水泥基复合材料的使用是迫切需求的。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于发光水泥基复合材料的荧光粉及其制备方法，发光色彩丰富可调，不受水泥水化过程以及矿物掺合料的影响，且合成方法简单，原料廉价易得且产物无毒无污染。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种用于发光水泥基复合材料的荧光粉，其化学通式为Ca₂La(Gd)NbO₆:0.01Bi³⁺。