[发明专利]铝酸锌锰发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料，尤其涉及一种铝酸锌锰发光材料及其制备方法。

背景技术

场发射显示(FED)是一种很有发展潜力的平板显示技术。场发射显示器件的工作电压比阴极射线管(CRT)的工作电压低，通常小于5kV，而工作电流密度却相对较大，一般在10～100μA·cm^-2。因此，对用于场发射显示的发光粉的要求更高，如要具有更好的色品度、在低电压下的发光效率较高以及在高电流密℃下无亮度饱和现象等。目前，对场发射显示发光粉的研究主要集中在两个方面：一是利用并改进已有的阴极射线管发光粉；二是寻找新的发光材料。已商用的阴极射线发光粉以硫化物为主，当将其用来制作场发射显示屏时，由于其中的硫会与阴极中微量钼、硅或锗等发生反应，从而减弱了其电子发射，进而影响整个器件的性能。在发光材料应用领域存在着潜在的应用价值。

铝酸锌锰(ZnAl₂O₄)是一种具有立方尖晶石结构的宽禁带半导体材料。ZnAl₂O₄多晶粉末的光学带隙一般约为318～319eV，化学稳定性和热稳定性都非常好，在发光材料应用领域存在着潜在的应用价值。

发明内容

基于上述问题，本发明所要解决的问题在于提供一种铝酸锌锰发光材料。

本发明的技术方案如下：

一种铝酸锌锰发光材料，其分子通式为：Zn_1-xAl₂O₄:Mn²⁺_x，M_y；其中，M为掺杂金属纳米粒子，M为Ag、Au、Pt、Pd及Cu金属纳米粒子中的至少一种，x的取值范围为0＜x≤0.1，y为M与Al的摩尔比，y的取值范围为0＜y≤1×10^-2。

所述铝酸锌锰发光材料，优选，x的取值范围为1×10^-3≤x≤5×10^-2，y的取值范围为1×10^-5≤y≤5×10^-3。

所述铝酸锌锰发光材料，优选，M为摩尔比为1∶1的Ag和Au。

本发明还提供一种铝酸锌锰发光材料的制备方法，包括如下步骤：

S1、将氧化铝气凝胶溶解到M盐的乙醇溶液中，在50～75℃下搅拌0.5～3h，然后超声10min，再在60-150℃下干燥，将干燥后的原料研磨均匀，在600～1200℃下煅烧0.5～4h，制得含有M纳米粒子的氧化铝气凝胶；其中，氧化铝与M的摩尔比为大于0小于等于5×10^-3；

S2、按照分子通式Zn_1-xAl₂O₄:Mn²⁺_x，M_y中各元素的化学计量比，称取Zn和Mn对应的化合物及步骤S1中制得的包含有M纳米粒子的氧化铝气凝胶，研磨混合均匀，升温至800℃～1400℃预煅烧2～15小时，再于空气气氛或还原气氛中于1000℃～1400℃煅烧0.5～6小时，随炉冷却降温至室温，将所得到的样品研磨为粉末，即得到分子通式为Zn_1-xAl₂O₄:Mn²⁺_x，M_y的铝酸锌锰发光材料；

上述步骤中，M为掺杂金属纳米粒子，M为Ag、Au、Pt、Pd及Cu金属纳米粒子中的至少一种，x的取值范围为0＜x≤0.1，y为M与Al的摩尔比，y的取值范围为0＜y≤1×10^-2。

所述铝酸锌锰发光材料的制备方法，步骤S1中，M盐的乙醇溶液的浓度为5×10^-6mol/L～1×10^-2mol/L。

所述铝酸锌锰发光材料的制备方法，步骤S2中，Zn的化合物为Zn的氧化物、Zn的碳酸盐、Zn的硝酸盐、Zn的乙酸盐及Zn的草酸盐中的至少一种。

所述铝酸锌锰发光材料的制备方法，步骤S2中，Mn的化合物为Mn的氧化物、Mn的碳酸盐、Mn的硝酸盐、Mn的乙酸盐及Mn的草酸盐中的至少一种。