[发明专利]一种能够实现绿色发光的长余辉材料、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种能够实现绿色发光的长余辉材料、制备方法及应用，所述材料的化学通式为Mg_2‑2xEu_2xAl₆Ti₇O₂₅，其中x为Eu²⁺掺杂的摩尔百分数，0.0001≤x≤0.5。本发明采用高温固相法或化学合成法，制备得到的材料在紫外光的激发下发射550纳米附近的绿色长余辉发光。材料的化学性质稳定，耐水性好，发光强度高，余辉时间长，具备的上述绿色长余辉发光特性使得其可以应用于夜光材料、交通安全指示、弱光紧急照明、显示设备等的无源显示及用于LED节能照明器件的制备中；本发明的制备工艺简单，在空气气氛中合成，生产成本低，对环境无污染，便于规模化生产。

技术领域

本发明涉及一种能够实现绿色发光的长余辉材料、制备方法及应用，属于无机发光材料领域。

背景技术

长余辉材料是一种光致储能材料，它在外界光源激发的情况下产生光，同时吸收光能并存储起来，当停止对其光照后，再将能量以光的形式向外释放。长余辉材料因其具有蓄光、储能、节能等特点，被广泛应用于夜光材料、安全指示、弱光紧急照明和军事科学领域等。

就长余辉材料的体系而言，早期传统的长余辉材料主要集中在ZnS、CaS等硫化物体系，该体系存在稳定性差、易分解、吸湿性强、余辉发光性能弱等不足。因此，人们常在这类材料中加入放射性元素以提高其余辉性能。但是放射性元素严重威胁人的身体和自然环境，因此这种长余辉材料在实际中的应用受到了限制。1996年，Matsuzawa合成了SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺绿色的长余辉材料，主要通过Dy³⁺不等价置换Sr²⁺离子创造了合适深度的电子陷阱与空穴陷阱而具有高效能的发光效率及超强余辉，随后铝酸盐体系被广泛研究和开发，成为当今主要的商用长余辉材料，具有余辉亮度高，余辉时间长等优点，但其耐水性差[X.D.Lü，Mater.Chem.Phys.93(2005)526-530.]、在650℃以上就易发生相变[M.Avdeev，S.Yakovlev，A.A.Yaremchenko，V.V.Kharton，J.Solid State Chem.180，(2007)3535.]。为了解决该问题，化学性质稳定、耐水性优于铝酸盐的硅酸盐体系成为近些年来长余辉材料开发的热点，但该体系余辉发光强度和持续时间仍有待提高。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种化学稳定性高，不会产生污染和放射性发光强度高、余辉时间长的在紫外光激发下实现绿色长余辉发光的荧光材料，本发明的第二个目的在于提供一种制备工艺简单、成本低、对环境友好，便于工业化生产的长余辉发光材料的制备方法；本发明的第三个目的在于提供上述荧光材料的应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种能够实现绿色发光的长余辉材料，所述材料的化学通式为Mg_2-2xEu_2xAl₆Ti₇O₂₅，其中x为Eu²⁺掺杂的摩尔百分数，0.0001≤x≤0.5。

本发明还提供了上述的能够实现绿色发光的长余辉材料的制备方法，采用高温固相法，包括如下步骤：

(1)按化学式Mg_2-2xEu_2xAl₆Ti₇O₂₅中各元素的化学计量比，其中0.0001≤x≤0.5，分别称取含有镁离子Mg²⁺的化合物、含有铝离子Al³⁺的化合物、含有钛离子Ti⁴⁺的化合物、含有铕离子Eu³⁺的化合物，研磨并混合均匀，得到混合物；