[发明专利]偏硅酸钙发光材料及其制备方法

权利要求书

1.一种偏硅酸钙发光材料，其特征在于，具有如下化学通式：Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y,M_z，所述M掺杂在Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y中，所述M为Ag、Au、Pt、Pd和Cu金属纳米粒子中的至少一种，0<x≤0.05，0<y≤0.1，z为M与Si的摩尔之比，0<z≤1×10^-2。

2.根据权利要求1所述的偏硅酸钙发光材料，其特征在于，0.01≤x≤0.03。

3.根据权利要求1所述的偏硅酸钙发光材料，其特征在于，0.02≤y≤0.07。

4.根据权利要求1所述的偏硅酸钙发光材料，其特征在于，1×10^-5≤z≤5×10^-3。

5.一种偏硅酸钙发光材料的制备方法，其特征在于，包括：

将Ag、Au、Pt、Pd及Cu中的至少一种的金属盐溶液与助剂和还原剂混合并反应，制得含有M的溶胶；所述M选自Ag、Au、Pt、Pd和Cu金属纳米粒子中的至少一种；

按照M与Si的摩尔之比z，将二氧化硅气凝胶溶解至所述含有M的溶胶中，在50℃~75℃温度下搅拌0.5h~3h，超声，干燥，研磨后在600℃~1200℃下煅烧0.5~4h，得到掺杂M的二氧化硅气凝胶，0<z≤1×10^-2；及

按照Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y,M_z各元素的摩尔之比，分别称取Ca的化合物、Pb的化合物、Mn的化合物及所述掺杂M的二氧化硅气凝胶，研磨后升温至500℃~900℃煅烧2h~10h，再于还原气氛中900℃~1500℃温度下处理0.5h~6h，随炉冷却降温至室温，得到化学通式为Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y,M_z的偏硅酸钙发光材料，所述M掺杂在Ca_1-x-ySiO₃:Pb_x,Mn_y中，0<x≤0.05，0<y≤0.1。

6.根据权利要求5所述的偏硅酸钙发光材料的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液中金属离子的浓度为5×10^-4mol/L~2.5×10^-2mol/L。

7.根据权利要求5所述的偏硅酸钙发光材料的制备方法，其特征在于，所述助剂为聚乙烯砒咯烷酮、柠檬酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠和十二烷基磺酸钠中的至少一种，所述助剂的添加量在所述含有M的溶胶中的浓度为1×10^-4g/mL～5×10^-2g/mL。

8.根据权利要求5所述的偏硅酸钙发光材料的制备方法，其特征在于，所述还原剂为水合肼、抗坏血酸、柠檬酸钠和硼氢化钠中的至少一种，所述还原剂的添加量与所述金属盐溶液的金属离子的摩尔比为0.5:1~10:1。

9.根据权利要求5所述的偏硅酸钙发光材料的制备方法，其特征在于，所述还原气氛为氮气与氢气的混合气氛、一氧化碳气氛和氢气气氛中的至少一种。

10.根据权利要求5所述的偏硅酸钙发光材料的制备方法，其特征在于，所述Ca的化合物为氧化钙、硝酸钙、碳酸钙、乙酸钙或草酸钙；所述Pb的化合物为氧化铅、硝酸铅、碳酸铅、乙酸铅或草酸铅；所述Mn的化合物为氧化锰、硝酸锰、碳酸锰、乙酸锰或草酸锰。