[发明专利]掺杂金属纳米粒子的碱土硫代镓酸锶发光材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料领域，尤其涉及一种掺杂金属纳米粒子的碱土硫代镓酸锶发光材料及制备方法。

背景技术

场发射显示器(FED)是一种新发展起来的平板显示器，其工作原理和传统的阴极射线管类似，是通过电子束轰击显示屏上的荧光粉而成像的。与其它的平板显示器(FPD)相比，FED在亮度、视角、响应时间、工作温度范围、能耗等方面均具有潜在的优势。制备优良性能FED的关键因素之一是荧光粉的制备。Eu掺杂的SrGa₂S₄是一种三元复合硫化物,与氧化物相比,在电场下能提供更好的电子加速度;并且相对于一些二元硫化物(如SrS、CaS)来说,要稳定的多,但对其发光效率的提高一直是研究的热点。

发明内容

本发明所要解决的问题在于提供一种发光效率较高、可用于场发射的掺杂金属纳米粒子的碱土硫代镓酸锶发光材料。

本发明的技术方案如下：

一种掺杂金属纳米粒子的碱土硫代镓酸锶发光材料，其化学通式为M_1-xGa₂S₄:Ce_x³⁺@M’_y，其中，M_1-xGa₂S₄:Ce_x³⁺为外壳，M’为内核，@表示包覆，M为Ca、Sr、Ba碱土元素中的至少一种，M’为掺杂金属纳米粒子，选自Ag、Au、Pt、Pd、Cu金属纳米粒子中的至少一种，x为Ce³⁺离子取代M原子的摩尔数，x的取值范围为0<x≤0.2，y为M’与M_1-xGa₂S₄:Ce_x³⁺的摩尔之比，y的取值范围为0＜y≤1×10^-2；M_1-xGa₂S₄:Ce_x³⁺为发光材料，冒号“：”表示为Ce的掺杂。

所述掺杂金属纳米粒子的碱土硫代镓酸锶发光材料，优选，x的取值范围为0.001≤x≤0.1，y的取值范围为1×10^-5≤y≤5×10^-3。

本发明还涉及一种掺杂金属纳米粒子的碱土硫代镓酸锶发光材料的制备方法，包括如下步骤：

将含M’的盐溶液、助剂和还原剂混合反应后，制得M’纳米粒子胶体溶液；

在蔗糖或葡萄糖的无水乙醇溶液中加入所述M’纳米粒子胶体溶液，得到混合溶液，并将得到的所述混合溶液于120～200℃下密闭反应，制得含有C@M’的溶液，离心分离所述含有C@M’的溶液，对得到的固相进行洗涤、干燥后得到C@M’碳球模板；其中，@表示C包覆M’，M’纳米粒子与C@M’碳球模板的摩尔比为1×10^-6:1～0.4:1，C表示碳元素；

按照M_1-xGa₂S₄:Ce_x³⁺@M’_y中的各元素化学计量比，量取M，Ga和Ce盐的乙醇水溶液，然后再加入所述C@M’碳球模板，搅拌均匀，然后缓慢加入草酸沉淀剂，得到混合溶液，接着调节混合溶液的pH值为10～12，继续搅拌反应2～8h后，过滤、洗涤、干燥沉淀物，得到M_1-xGa₂(C₂O₄)₄:Ce_x³⁺@C@M’前驱体；其中，M_1-xGa₂(C₂O₄)₄:Ce_x³⁺@C@M’中，M_1-xGa₂(C₂O₄)₄:Ce_x³⁺表示外壳，C表示中核，@表示包覆，M’为内核；C@M’碳球模板与M_1-xGa₂S₄:Ce_x³⁺的摩尔比为0.025:1～10:1；