[发明专利]硅酸盐紫外长余辉发光材料

说明书

本发明公开一种硅酸盐紫外长余辉发光材料，该硅酸盐紫外长余辉发光材料的化学组成为：Zn_2‑x‑ySiO₄:Ga_x,Pb_y，其中，0.001≤x≤0.05，0.001≤y≤0.05。本发明技术方案的硅酸盐紫外长余辉发光材料具有余辉强度大和余辉时间长的优点。

技术领域

本发明涉及长余辉发光领域，特别涉及一种硅酸盐紫外长余辉发光材料。

背景技术

长余辉发光材料，又名夜光粉，具有奇特的短时激发/长时发光性质。在光学防伪，照明，安全标识，光催化，生命医学等领域具备应用前景。但，目前的商业产品主要是蓝色、绿色的长余辉材料。科学研究报道中的长余辉材料主要是近红外长余辉材料。国内外对紫外长余辉材料的研究较少。发明专利CN103525408A，“一种掺杂铋的硅酸盐紫外长余辉发光粉”，公开了紫外长余辉材料CdSiO₃:Bi。该材料虽然具有较强的紫外长余辉性质，但发光基质使用大量的有毒重金属Cd，应用受到一定限制。发明专利CN106398694A，“一种Pb²⁺掺杂的紫外长余辉发光材料及其制备方法”，公开了紫外长余辉材料Sr₂MgGe₂O₇:Pb。该材料虽然有毒重金属含量低，但Ge元素价格昂贵，不利于大规模生产。Zn₂SiO₄禁带很宽，在近紫外至可见光波段没有吸收，是一种性能优良的发光基质。以过渡区元素掺杂取代部分Zn，可以在Zn₂SiO₄材料中引入发光中心，从而产生多种颜色的光致发光。现有的Zn₂SiO₄基质紫外长余辉发光材料具有紫外余辉强度弱的缺点。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种硅酸盐紫外长余辉发光材料，旨在提升紫外余辉强度和余辉时长。

为实现上述目的，本发明提出的硅酸盐紫外长余辉发光材料，所述硅酸盐紫外长余辉发光材料的化学组成为：Zn_2-x-ySiO₄:Ga_x,Pb_y，其中，0.001≤x≤0.05，0.001≤y≤0.05。

可选地，所述硅酸盐紫外长余辉发光材料的化学组成为：Zn_1.975SiO₄:Ga_0.02,Pb_0.005。

一种硅酸盐紫外长余辉发光材料的固相烧结制备方法，包括以下步骤：

将摩尔比为ZnO：轻质二氧化硅：氧化镓：硝酸铅：硼酸＝(2-a-b):1:a:b:0.2的原料混合，其中，0.0005≤a≤0.025，0.001≤b≤0.05；

以800℃煅烧2小时，冷却至室温后粉碎混合；

再以1100℃煅烧5小时，冷却至室温后磨碎。

可选地，所述a为0.01，所述b为0.005。

一种硅酸盐紫外长余辉发光材料的溶胶凝胶制备方法，包括以下步骤：

将2-c-d摩尔份数的ZnO、c摩尔份数的硝酸镓、d摩尔份数的硝酸铅加入水中溶解，然后加入硝酸(调节pH＝0～3)以及1摩尔份数的正硅酸乙酯，反应24h，制得溶胶，其中，0.001≤c≤0.05，0.001≤d≤0.05；

以80℃烘干，制得凝胶，再以600℃煅烧2小时，去除有机物及挥发分，冷却至室温后粉碎混合；

然后以1000℃煅烧5小时，冷却至室温后磨碎。

可选地，所述c为0.02，所述d为0.05。