[发明专利]大孔钙铝石荧光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种大孔钙铝石荧光材料的制备方法，包括以下步骤：1)、在室温下，将相分离诱导剂溶解于混合溶剂中，磁力搅拌后，再加入作为前驱体的六水合氯化铝、二水合氯化钙以及加入九水合氯化铽，干燥控制剂、螯合剂，搅拌均匀后，再加入凝胶促进剂超声50～70秒；2)、将步骤1)所得的溶胶液体置于密闭容器中，于50～70℃凝胶并陈化24±2h；3)、将步骤2)所得的陈化后凝胶置于容器中，并于50～70℃干燥3～4d；然后于900～1300℃热处理2～3h，得到大孔钙铝石荧光材料。采用该方法能获得孔隙尺寸可控制、孔隙率较高的、具有连贯大孔结构的掺稀土元素钙铝石荧光材料。

技术领域

本发明属于大孔钙铝石荧光材料的制备领域，具体涉及一种具有共连续大孔结构的钙铝石荧光材料的制备方法。

背景技术

近年来，稀土元素的研究以及掺稀土发光材料的研究都得到了飞速的发展。但是稀土存在着价格昂贵的问题，因此如何有效降低材料成本，并提高其发光效率，成为研究人员们关心的焦点。Tb³⁺能发射绿色荧光，其发光强度高，量子效率高，对局域环境的敏感性高等特点，常常被用来研究材料的基础物理特性。因此Tb³⁺作为典型的稀土掺杂离子，在各个领域都得到广泛的重视和研究。Tb³⁺的激发态⁵D₄能级到⁷F₅能级的跃迁发射谱线处于绿色光谱区，Tb掺杂的绿色荧光粉Gd₂O₂S:Tb³⁺、Y₂O₂S:Tb³⁺、YAG:Tb³⁺、Y₂SiO₅:Tb³⁺等目前已在诸多领域如CRT、FED、灯用稀土荧光粉和闪烁体等得到了广泛的应用。但单色性差、热稳定性欠佳等问题依然制约着稀土荧光粉的发展。因此寻找新的兼顾单色性、热稳定性、成本问题的集成多功能稀土掺杂基质材料对于照明和彩色显示领域有着重大的现实意义。

想获得具有高性能的稀土发光材料，基质的选择尤其重要。钙铝石(Ca₁₂Al₁₄O₃₃，C12A7)恰是一种可发生多格位取代的热稳定性好的宽带隙氧化物材料，钙铝石是CaO-Al₂O₃二元体系中一种极具应用前景的功能材料，具有立方晶体结构，每个单胞由118个原子组成化学式[Ca₂₄Al₂₈O₆₄]⁴⁺·2O^2-，前一部分是由12个晶体学笼状结构组成的带正电结构，其余两个氧原子占据12个Ca-Al-O笼中的两个,且Ca²⁺,Al³⁺周围晶体场受到O^2-基团的调制，对称性较低，低对称性格位上的钙离子与掺杂的Tb³⁺半径相近因此易于被其取代；C12A7具有纳米带正电笼腔结构的特点，易于稀土离子均匀掺杂和4f电子跃迁的禁戒解除，可获得显著增强的稀土离子发光。

现有技术中，使用共沉淀法制备掺杂稀土离子钙铝石；该技术尚存在无法得到共连续孔洞结构形貌的技术缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种大孔钙铝石荧光材料的制备方法，采用该方法能获得孔隙尺寸可控制、孔隙率较高的、具有连贯大孔结构的掺稀土元素钙铝石荧光材料。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种大孔钙铝石荧光材料的制备方法，包括以下步骤：