一种蓝光发光材料及其制备方法和应用

本发明属于无机发光材料，具体涉及一种蓝光发光材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、硅铝酸盐是一种结构十分复杂的材料，其主要是铝氧六面体及硅氧四面体组成，形成十分空旷的骨架结构，这些构成骨架结构的初级结构单元通过共用氧桥相互连接又形成称为次级结构单元的环，这些次级结构单元再次通过共用氧桥相互连接形成称之为笼的多面体，笼与笼间通过共用环形成规则的孔道结构，从而具有独特的周期性、物理化学性质稳定等特性而成为制备具有良好光电性质的功能性材料的理想宿主材料。

2、稀土eu2+离子因在近紫外区有宽带吸收，可以很好的与近紫外led芯片匹配；且eu2+发光时为4f→5d跃迁，为宽带发射，且没有外层电子屏蔽因而受到周围晶体场的影响较大，可以根据需要选择不同基体，实现蓝光区发射及蓝光区向红光区移动。从而eu2+掺杂固体化合物作为荧光材料在激光、荧光光致发光和电致发光等高技术领域得到广泛应用。

3、硅铝酸盐是一种结构十分复杂的材料，其主要是铝氧六面体及硅氧四面体组成，形成十分空旷的骨架结构，这些构成骨架结构的初级结构单元通过共用氧桥相互连接又形成称为次级结构单元的环，这些次级结构单元再次通过共用氧桥相互连接形成称之为笼的多面体，笼与笼间通过共用环形成规则的孔道结构，从而具有独特的周期性、物理化学性质稳定等特性而成为制备具有良好光电性质的功能性材料的理想宿主材料。稀土eu2+离子因在近紫外区有宽带吸收，可以很好的与近紫外led芯片匹配；且eu2+发光时为4f→5d跃迁，为宽带发射，且没有外层电子屏蔽因而受到周围晶体场的影响较大，可以根据需要选择不同基体，实现蓝光区发射及蓝光区向红光区移动。从而eu2+掺杂固体化合物作为荧光材料在激光、荧光光致发光和电致发光等高技术领域得到广泛应用。

4、现有技术公开的很多eu2+掺杂的无机发光材料，如eu2+掺杂的ax(a＝na+，k+，rb+，cs+；x＝cl-，br-，i-)的蓝光发光材料等，但当温度升高时，材料的发光强度会有所降低，热稳定性能不足。而leds器件工作温度大概在127℃，而随着使用时间延长，温度会增加，因而发光材料的热稳定性能对器件的应用至关重要。所以开发热稳定性高、发光效率高的蓝光发光材料具有重要的研究价值。

技术实现思路

1、本发明提供了一种蓝光发光材料及其制备方法和应用，所述蓝光发光材料为na4al4si12o32:eu3+/eu2+蓝光发光材料，在305nm紫外光的激发下，可以观察到以432nm为主发光峰的蓝光发射；该材料通过水热反应、高温烧结制备，不仅能为稀土金属离子激活离子提供一种可调变的微环境，使之成为具有光活性的客体离子或分子的优良载体，且合成简单、成本较低、热稳定性高，能作为应用广泛的优良的基质材料。

2、本发明采取的技术方案如下：

3、一种蓝光发光材料，所述蓝光发光材料为na4al4si12o32:eu3+/eu2+蓝光发光材料。

4、所述na4al4si12o32:eu3+/eu2+蓝光发光材料的形貌为聚集的短棒状结构。

5、在305nm波长的紫外光激发下，所述na4al4si12o32:eu3+/eu2+蓝光发光材料的发射峰位于432nm。

6、本发明还提供了所述蓝光发光材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

7、(1)将钠盐和碱性氧化铝溶解于去离子水和乙醇的混合溶液中，加入正硅酸四乙酯和含eu3+的水溶液，搅拌混合0.5～1.5h，得到前驱体溶液；

8、(2)将前驱体溶液置于密闭反应釜中，140～180℃水热反应8～16h，经离心、洗涤和干燥，得到前驱体粉末材料；

9、(3)将前驱体粉末材料于1300～1400℃焙烧2～4h，得到na4al4si12o32:eu3+/eu2+蓝光发光材料。

10、步骤(1)中，钠盐、碱性氧化铝、正硅酸四乙酯、含eu3+的水溶液的用量比为1.17～2.925g：1.02～2.55g：5.7～20ml：5～15ml；含eu3+的水溶液的浓度为0.05～0.15mol/l。

11、步骤(1)中，去离子水和乙醇的体积比为1:1。

12、步骤(1)中，钠盐在去离子水和乙醇的混合溶液中的浓度为0.05～0.15g/ml。

13、步骤(1)中，所述钠盐为氯化钠、硝酸钠、乙酸钠中的任意一种或多种；所述含eu3+的水溶液为氯化铕水溶液、硝酸铕水溶液、乙酸铕水溶液中的任意一种或多种。

14、本发明还提供了所述的蓝光发光材料在蓝光发光器件中的应用。

15、本发明还提供了一种蓝光发光器件，所述蓝光发光器件中使用了本发明所述的蓝光发光材料作为发光材料。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、本发明以钠盐、碱性氧化铝、正硅酸四乙酯和含eu3+的水溶液为原料，依次通过水热反应、高温烧结，制备出na4al4si12o32:eu3+/eu2+蓝光发光材料，该材料经过高温烧结制备，具有优异的热稳定性，且制备方法简单，成本低。

18、本发明提供的蓝光发光材料可用于制备蓝光发光器件，应用前景广阔。

技术特征：

1.一种蓝光发光材料，其特征在于，所述蓝光发光材料为na4al4si12o32:eu3+/eu2+蓝光发光材料。

2.根据权利要求1所述的蓝光发光材料，其特征在于，所述na4al4si12o32:eu3+/eu2+蓝光发光材料的形貌为聚集的短棒状结构。

3.根据权利要求1所述的蓝光发光材料，其特征在于，在305nm波长的紫外光激发下，所述na4al4si12o32:eu3+/eu2+蓝光发光材料的发射峰位于432nm。

4.如权利要求1-3任意一项所述的蓝光发光材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，钠盐、碱性氧化铝、正硅酸四乙酯、含eu3+的水溶液的用量比为1.17～2.925g：1.02～2.55g：5.7～20ml：5～15ml；含eu3+的水溶液的浓度为0.05～0.15mol/l。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，去离子水和乙醇的体积比为1:1。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，钠盐在去离子水和乙醇的混合溶液中的浓度为0.05～0.15g/ml。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钠盐为氯化钠、硝酸钠、乙酸钠中的任意一种或多种；所述含eu3+的水溶液为氯化铕水溶液、硝酸铕水溶液、乙酸铕水溶液中的任意一种或多种。

9.如权利要求1-3任意一项所述的蓝光发光材料在蓝光发光器件中的应用。

10.一种蓝光发光器件，其特征在于，所述蓝光发光器件中使用了权利要求1-3任意一项所述的蓝光发光材料作为发光材料。

技术总结
本发明公开了一种蓝光发光材料及其制备方法和应用，所述蓝光发光材料为Na<subgt;4</subgt;Al<subgt;4</subgt;Si<subgt;12</subgt;O<subgt;32</subgt;:Eu<supgt;3+</supgt;/Eu<supgt;2+</supgt;蓝光发光材料，其制备方法包括以下步骤：将钠盐和碱性氧化铝溶解于去离子水和乙醇的混合溶液中，加入正硅酸四乙酯和含Eu<supgt;3+</supgt;的水溶液，搅拌混合0.5～1.5h，得到前驱体溶液；将前驱体溶液置于密闭反应釜中，140～180℃水热反应8～16h，经离心、洗涤和干燥，得到前驱体粉末材料；将前驱体粉末材料于1300～1400℃焙烧2～4h，该材料在305nm紫外光的激发下，可以观察到以432nm为主发光峰的蓝光发射，可用于制备蓝光发光器件，应用前景广阔。

技术研发人员：吴红娥,张心怡,高健,李一涵
受保护的技术使用者：安徽工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/11/4