[发明专利]一种铽掺杂钨钼酸盐绿色荧光微晶的化学溶液制备方法

说明书

技术领域

本发明属于白钨矿结构发光材料，涉及一种新型绿色荧光体的研究，特别是涉及采用一种化学溶液方法制备铽掺杂钨钼酸盐固溶体新型绿色荧光微晶。

背景技术

稀土元素具有独特的4f电子层结构和丰富的能级使其具有一般元素所无法比拟的光谱性质。稀土发光材料具有吸收能力强、转换率高、可发射从紫外到红外的光谱、在可见区有很强的发射能力、物理性能稳定等优点，因而在照明光源、彩色电视、计算机、现代通信、测量技术、医疗设备、工业交通、航空航天及国防军事等许多领域中都有着极其重要而广泛的应用。

目前稀土发光材料研究多集中在红、绿、蓝三基色荧光粉，这是因为不管是固态照明光源还是彩色电视显像管的显示屏多是由红色、绿色、蓝色三基色荧光粉有机结合组成的。对于这三种荧光粉，在全色视频显示中，绿光亮度的贡献最大，约占60%左右，因此绿粉的研究尤为重要。目前制备出的几种绿荧光粉，大多数都是含稀土离子Tb³⁺的化合物，但它们都不同程度地存在不足。例如Y₂O₂S:Tb³⁺和Gd₂O₂S:Tb³⁺的温度特性不好、Y₂SiO₄:Tb³⁺的色纯度不高、InBO₃:Tb³⁺的余晖太长、LaOCl:Tb³⁺化学稳定性欠佳等。只有Y₃Al₅O₁₂:Tb³⁺(YAG:Tb)表现出较好的性能。传统的YAG: Tb绿粉的制备通常采用高温固相法，温度高达1500℃，但产物中仍有YAlO₃、Y₄Al₂O₄和残余的Al₂O₃等，影响荧光体的纯度。而且这种方法得到的产物易成块，需研磨才可使用，难以得到尺寸均匀和分布合理的微晶，不利于荧光粉在使用时铺成致密、表面平滑、厚度均匀的荧光层，从而直接影响荧光体的颜色和亮度、影响荧光屏的分辨率。虽然后来人们对它的合成方法进行了较为广泛的研究，使产物纯度有所提高，粒度有所减小，但仍不可避免的要采用高温反应，且制备过程复杂、条件不易控制。对于目前广泛应用的红粉和蓝粉也通常采用这种高温固相法合成，因而同样存在诸如产物不纯、颗粒不均、尺寸过大等问题，直接降低了荧光体效率。

显然，如何采用合适的制备技术去获得形貌、尺寸和尺寸分布优良的荧光粉，是目前发光材料研究的重点。化学溶液制备方法是近几年发展较为迅速的微纳晶材料制备技术路线，该种方法制备条件温和、环境影响小、能量和原料消耗少、不需要复杂的设备和工艺，可以实现反应物在分子水平上均匀混合，获得具有特定组成、结构和形貌的材料。水热合成法是一种重要的、应用广泛的化学溶液制备方法，目前已有文献报道采用水热法合成了SrWO₄、SrMoO₄、CaMO₄：RE³⁺(M=W，Mo；RE=Eu，Tb)等形式微晶。

发明内容

本发明的目的在于采用一种化学溶液方法——水热合成法来制备一类铽掺杂钨钼酸盐固溶体绿色荧光微晶，以解决现有绿色荧光体中存在的上述问题。此方法操作简便，易于通过水热反应的温度、溶液的pH值、浓度等条件的控制，得到物相纯、粒度均一、颗粒尺寸合适、形貌规整、发光性能佳，具有实用性的钨钼酸盐固溶体绿色微晶。

本发明所提供的铽掺杂钨钼酸盐固溶体绿色微晶通式可表示为：A_0.925(WO₄)_0.5(MoO₄)_0.5:Tb³⁺_0.05 (A = Ca, Sr, Ba)。本发明是以钨钼酸盐固溶体发光微晶A (WO₄)_0.5(MoO₄)_0.5为基质，把Tb³⁺掺入此基质中。因为Tb³⁺与碱土离子A²⁺具有相近的离子半径和电负性，它可以部分取代A²⁺形成稀土掺杂钨钼酸盐固溶体发光微晶。