[发明专利]一种黄绿色长余辉发光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种黄绿色长余辉发光材料及其制备方法，化学式为(1‑1.5y‑1.5z)ZrO₂·(1‑0.4x)P₂O₅·xSiO₂·yTb₂O₃·zNd₂O₃，采用溶胶凝胶法在弱还原性气氛中制备得到，经灯光照射后，在暗处可发出黄绿光，在540和548 nm处的两个主强峰归属于Tb³⁺离子的⁵D_4→⁷F₅能级跃迁，属于黄绿光，而486和495 nm两个次强峰归属于Tb³⁺离子的⁵D_4→⁷F₆能级跃迁，属于蓝绿光。在本发光材料中Nd³⁺既作为发光中心同时又与Zr⁴⁺、Tb³⁺共同作为敏化离子，显著增强Nd³⁺发黄绿色光的强度，其属于绿色节能环保材料，具有蓄光储能的功能，有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种黄绿色长余辉发光材料及其制备方法，属于无机发光材料制备技术领域。

背景技术

蓄光材料又称长余辉发光材料，长余辉发光材料发光是一种常见的光致发光现象。自20世纪初，居里夫人发现镭元素具有长余辉现象后，人们开始探索研究长余辉发光材料。长余辉发光材料主要由基质材料、激活剂、敏化剂这三部分组成。基质材料是长余辉发光材料的主要组成部分，对材料的发光和余辉性能有重要的影响。基质必须为材料提供合适的晶体环境。激活剂一般是稀土离子或过渡金属离子。敏化剂一般是稀土离子，人们认为它在基质中本身不发光或发光很弱，但是它可以有效的吸收激发能量并把它传递给发光中心，从而使材料的余辉性能增强。

到目前为止，长余辉发光材料已应用于军事、农业生产、安全指示、应急照明、道路标志、广告牌、平面艺术和室内装饰等领域。除此之外，长余辉发光材料还可以用于传感器、太阳能电池、医用生物标记等。中国发明专利CN104774609A公开了一种黄色长余辉发光材料Ba_(1-x-y)SiO₃:xEu²⁺,yR³⁺，其中，R为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的一种或多种。该发明以硅酸钡为基质,以Eu²⁺为激活剂,以三价稀土离子为敏化剂。中国发明专利CN105315991A公开了一种白光长余辉荧光材料M₄Sr_(1-x)Zn_(1-y)(Si₂O₄N_8/3):xEu²⁺,yRe³⁺及其制备方法，其中M为Li、Na、K中任意一种,Re为Nd、Pr、Dy、Sm、Gd、Ho中任意一种，Eu²⁺和Re³⁺分别是激活剂和敏化剂。中国发明专利CN107418571A公开了一种黄色长余辉发光材料Ca_2-xSn_2-yAl₂O₉:xMn²⁺,yR³⁺，其中，R=Tb、Ce、Dy、Tm、Nd、Gd、Y、Er、La、Pr、Sm、Yb、Lu或Ho中的一种，Mn²⁺和R³⁺分别是激活剂和敏化剂。上述长余辉发光材料都是通过激活剂和敏化剂共掺杂，从而提高材料的发光性能或改变材料的发光颜色。本发明以磷酸锆为基质材料，以Tb³⁺和Nd³⁺分别为激活剂和敏化剂改善材料的发光性能。所制得的长余辉发光材料具有发光性能好、化学性质稳定、成本低等优点。

发明内容