[发明专利]一种CaS：Ce，Sm发光材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光材料的制备方法，特别是一种CaS:Ce，Sm发光材料的制备方法。

背景技术

碱土金属类硫化物CaS以其较为简单的立方结构和明显的晶场效应，使得其在发光基质荧光、薄膜显示、长余辉材料的研究领域受到很大重视。稀土离子Ce、Sm激活的CaS荧光材料被X射线、γ射线、高能电子等辐照后，价带上的电子被激发到导带，被禁带中陷阱能级俘获，当材料受到一定波长的红外光照射激发后，陷阱中电子跃迁到导带，最后与禁带中的发光中心复合，发出一定波长范围的荧光光子。

传统的制备该类发光材料的方法是高温固相法，即在高温下采用碳还原或是硫还原方法，固相法的反应温度高、反应时间长，产物粒度大且产率底，在某种程度上限制了该类材料的发展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种CaS:Ce，Sm发光材料的制备方法，制备方法和操作设备简单，明显降低了材料的反应温度，产物的粒度很小，甚至达纳米级，同时，在不同的环节为发光薄膜、纤维和块体的制备提供了基础。

为实现上述目的，本发明提供一种CaS:Ce，Sm发光材料的制备方法，以含钙化合物和硫脲为目标离子，乙二醇为溶剂，正硅酸乙酯为添加剂，混合均匀后，静置，除去上层有机溶液，再掺入六水硝酸铈和氧化钐，制得均匀溶胶；取玻璃基板，清洗干净后，采用浸渍提拉法，将上述均匀溶胶涂覆在玻璃基板上，最后在氮气氛围下烧结即可，其中，含钙的化合物与硫脲和乙二醇的摩尔比为1∶2∶2，钙离子与硅离子的摩尔比为7∶3，钙离子与铈离子的摩尔比以及钙离子与钐离子的摩尔比均为1∶0.1。

本发明又提供一种CaS:Ce，Sm发光材料的制备方法，以含钙化合物和硫脲为目标离子，乙二醇为溶剂，正硅酸乙酯为添加剂，混合均匀后，静置，除去上层有机溶液，再掺入六水硝酸铈和氧化钐，制得均匀溶胶；最后，将均匀溶胶烘干，制得干凝胶后，在氮气氛围下烧结即可，其中，含钙的化合物与硫脲和乙二醇的摩尔比为1∶2∶2，钙离子与硅离子的摩尔比为7∶3，钙离子与铈离子的摩尔比以及钙离子与钐离子的摩尔比均为1∶0.1。

本发明又提供一种CaS:Ce，Sm发光材料的制备方法，取含钙化合物和硫脲并溶解于蒸馏水中，所述蒸馏水以溶解含钙化合物和硫脲为宜，完全溶解后，向其中加入乙二醇，搅拌均匀后，向其中加入正硅酸乙酯，充分搅拌后，静置，离心，去除上层有机溶液，其中，含钙化合物和硫脲以及乙二醇的摩尔比为1∶2∶2，钙离子与硅离子的摩尔比为7∶3；接着，向去除掉上层有机溶液的混合物中掺入六水硝酸铈和氧化钐，其中，钙离子与铈离子的摩尔比以及钙离子与钐离子的摩尔比均为1∶0.1，搅拌均匀后，调节pH为中性；接着，在40℃水浴中搅拌2小时后，陈化24小时，制得均匀溶胶；最后，将均匀溶胶采用浸渍提拉法涂覆在玻璃基板上，再在氮气氛围下烧结成发光薄膜或者将均匀溶胶制成干凝胶后，在氮气氛围下烧结，最后研磨成发光粉体。

作为本发明的优选实施例，采用浸渍提拉法将均匀溶胶涂覆在玻璃基板上时，提拉速度为2cm/min，镀膜次数为2～3次，浸渍时间为10秒。

作为本发明的优选实施例，每次镀膜完成后，在空气中自然晾干后，再进行下一次镀膜。

作为本发明的优选实施例，所述将均匀溶胶涂覆在玻璃基板之前，首先将玻璃基板依次用洗涤剂超声水洗、超声水洗、乙醇超声洗各15分钟。

作为本发明的优选实施例，所述发光薄膜的烧结方法为：首先在以2℃/min的速率从25℃升温至300℃，接着，保温60分钟，然后，以5℃/min的速率升温至500℃，接着，保温120分钟，最后，在氮气氛围下随炉冷却至室温。

作为本发明的优选实施例，所述发光粉体的烧结方法为：首先在以2℃/min的速率从25℃升温至500℃，接着，保温120分钟，最后，在氮气氛围下随炉冷却至室温。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：1.在反应的开始，各原料是以分子的形式引入体系，因此，仍保持其物理性质和化学性质，所以各组分的比倒易得到控制，可达到分子水平上的均匀；2.需设备比较简单；反应温度较低，一般为室温或稍高温度，能达到节能效果，且由于不涉及高温反应，因此能避免杂质的引人，可保证最终产品的纯度；3.反应时间短，仅1小时；4.制得的产物的粒径可达纳米级；5.用该方法可制备某些甚至采用复杂的烧成工艺和熔融工艺也无法制备的材料，比如纤维或是薄膜。

附图说明

图1是本发明CaS:Ce，Sm发光粉体的XRD图；

图2是本发明CaS:Ce，Sm发光薄膜的表面形貌图；