专利名称：三价铕离子激活的球形发光材料的制备方法
技术领域：
本发明属于三价铕离子激活的球形发光材料及其制备方法。
本发明选择钇铝石榴石Y3Al5O12、钒酸钇YVO4、氧化钇Y2O3和硼酸钇YBO3作为基质，选择三价铕为激活离子，以金属硝酸盐及氧化物等为原料，用柠檬酸和聚乙二醇作添加剂，用一种喷雾干燥装置制备出球形前躯体超微粉，然后在一定温度下烧结制备出掺杂三价铕离子的发光材料。此类发光材料制备方便，具有均匀的球形形貌，尺寸大小可控，并且具有良好的光致发光性能。
本发明制备的球形发光材料其化学表达式为(Y1-aEua)3Al5O12，(Y1-bEub)VO4，(Y1-cEuc)BO3，(Y1-dEud)2O3其中0＜a≤0.1；0＜b≤0.1；0＜c≤0.1；0＜d≤0.1；本发明所使用的原料为99.99％的Y2O3和Eu2O3；分析纯的Al(NO3)3·9H2O，NH4VO3，HBO3，HNO3，所用添加剂为分析纯的柠檬酸C6H8O7·H2O和分子量为10000的化学纯的聚乙二醇(PEG)。
制备过程是在加热，低于100℃的条件下，按化学计量将所需稀土氧化物原料用硝酸溶解，调节pH值＞3后，YAG体系为Al(NO3)3·9H2O，YVO4体系为NH4VO3，YBO3体系为HBO3并混合均匀，然后向此溶液中加入柠檬酸和聚乙二醇，按摩尔比加入柠檬酸/金属离子＝2∶1；聚乙二醇的添加量为0.02g/ml充分搅拌使混合均匀，用去离子水稀释配制成浓度为0.01-0.4M的溶液，保持搅拌一小时后，将此溶液用喷雾干燥仪进行喷雾干燥，得到前驱体粉末；将所得前驱体粉末放于马福炉中，在1000-1200℃温度下烧结4-10小时，得到球形发光材料。
本发明制备的发光材料为单独掺杂三价铕离子的具有球形形貌的材料，该类发光材料颗粒尺寸可控在1-3微米，大小均匀，并且可以通过改变反应条件来调节其颗粒形貌，在紫外灯照射下室温即可观察到明显橙红色或红色可见光。工艺过程简单，合成方便，原料易得，发光性能良好。
具体实施例方式
实施例1Y2.97Al5O12:0.03Eu3+球形发光材料室温下，将1.485mmol Y2O3和0.15mmol Eu2O3在4mlHNO3中加热溶解，调节pH值＞3，冷却后加入5mmol Al(NO3)3·9H2O，然后向此溶液中加入一定比例的柠檬酸(与金属离子的比例是2∶1)和一定量的聚乙二醇(添加量为5g/50ml)，加去离子水稀释，配制成浓度为0.06M的溶液。保持搅拌一小时后，将此溶液用喷雾干燥仪进行干燥，得到前驱体粉末。将所得前驱体粉末放于马福炉中，在1100℃下烧结4小时。所得发光材料为球形，平均粒径大小为1-2微米，在230nm紫外光激发下，发出橙红色可见光。
实施例2Y0.93VO4:0.07Eu3+球形发光材料室温下，将0.465mmol Y2O3和0.035mmol Eu2O3用2ml HNO3加热溶解，调节pH值＞3，冷却后加入1mmol NH4VO3，然后向此溶液中加入一定比例的柠檬酸(与金属离子的比例是3∶1)和一定量的聚乙二醇(添加量为1g/50ml)，加去离子水稀释，配制成浓度为0.3M的溶液。将此溶液用喷雾干燥仪进行干燥，得到前驱体粉末。将所得前驱体粉末放于马福炉中，在1000℃下烧结6小时。所得发光材料为球形，平均粒径大小为1-2微米，在254nm或365nm紫外光激发下，发出红色可见光。
实施例3Y0.9BO3:0.1Eu室温下，将0.45mmol Y2O3和0.05mmol Eu2O3用2ml HNO3加热溶解，调节pH值＞3，冷却后加入1mmol HBO3，然后向此溶液中加入一定比例的柠檬酸(与金属离子的比例是2∶1)和一定量的聚乙二醇(添加量为2g/50ml)，加去离子水稀释，配制成浓度为0.02M的溶液。将此溶液用喷雾干燥仪进行干燥，得到前驱体粉末。将所得前驱体粉末放于马福炉中，在1000℃下烧结7小时。所得发光材料为球形，平均粒径大小为1-3微米，在240nm激发下，发出橙红色可见光。
实施例4Y0.95O3:0.05Eu室温下，将0.475mmol Y2O3和0.025mmol Eu2O3用2ml HNO3加热溶解，调节pH值＞3，冷却后向此溶液中加入一定比例的柠檬酸(与金属离子的比例是3∶1)和一定量的聚乙二醇(添加量为2g/50ml)，加去离子水稀释，配制成浓度为0.1M的溶液。将此溶液用喷雾干燥仪进行干燥，得到前驱体粉末。将所得前驱体粉末放于马福炉中，在1200℃下烧结8小时。所得发光材料为球形，平均粒径大小为1-3微米，在256nm激发下，发出红色可见光。
权利要求
1.一类三价铕离子激活的球形发光材料，其化学表达式为(Y1-aEua)3Al5O12，(Y1-bEub)VO4，(Y1-cEuc)BO3，(Y1-dEud)2O3其中0＜a≤0.1；0＜b≤0.1；0＜c≤0.1；0＜d≤0.1。
2.如权利要求1所述的三价铕离子激活的球形发光材料，其特征在于YAG体系为Al(NO3)3·9H2O，YVO4体系为NH4VO3，YBO3体系为HBO3。
3.一种三价铕离子激活的球形发光材料的制备方法，其特征在于用柠檬酸和聚乙二醇作添加剂，制备过程在加热，低于100℃的条件下，按化学计量将稀土氧化物原料用硝酸溶解，调节pH值＞3后，按摩尔比加入柠檬酸/金属离子＝2∶1，聚乙二醇的添加量为0.02g/ml充分搅拌使混合均匀，用去离子水稀释配制成浓度为0.01-0.4M的溶液，保持搅拌一小时后，将此溶液用喷雾干燥仪进行干燥，得到前驱体粉末，将所得前驱体粉末放于马福炉中，在1000-1200℃下烧结6-10小时得到球形发光材料。
全文摘要
本发明属于三价铕离子激活的球形发光材料及其制备方法，选择钇铝石榴石Y
文档编号C09K11/77GK1468935SQ03142880
公开日2004年1月21日 申请日期2003年6月16日 优先权日2003年6月16日
发明者林君, 周永慧, 王列松, 林 君 申请人:中国科学院长春应用化学研究所