[发明专利]一种铕钕共掺的硼酸盐黄色长余辉发光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铕钕共掺的硼酸盐黄色长余辉发光材料及其制备方法，发光材料的化学表达式为Ca_1.999‑xBO₃Cl:0.001Eu²⁺,xNd³⁺，0.001≤x≤0.2。按化学表达式中各化学组成的化学计量比称量原料，混合研磨到微米级；在还原气氛下煅烧，保温，随炉冷却至室温，研磨，得到铕钕共掺的硼酸盐黄色长余辉发光材料。该制备发光材料以Ca₂BO₃Cl为基质，Eu²⁺、Nd³⁺共掺制备而成，Eu²⁺作为发光离子，Nd³⁺作为陷阱中心离子，具有余辉初使亮度高、余辉时间长、化学稳定性高的优点；且制备方法简单，烧结温度较低，无需添加助溶剂，无环境污染，适合工业化、连续化的生产。

技术领域

本发明属于长余辉发光材料技术领域，涉及一种黄色长余辉发光材料，具体涉及一种经紫外光或者可见光激发以后，发出持续可见黄色余辉的黄色长余辉发光材料；本发明还涉及一种该黄色长余辉发光材料的制备方法。

背景技术

长余辉发光材料作为一种光致发光材料，是指可见光和紫外光等光源在一定时间内对样品进行辐照，长余辉材料将储存光能，光源撤去以后存储的能量以光能的形式释放。长余辉发光材料主要应用在夜光标志材料中，比如建筑物的紧急通道、指示牌等。除此之外，长余辉发光材料还可以应用到生物成像、信息存储等领域。传统的长余辉材料主要是硫化锌与硫化钙荧光粉，但是硫化物作为基质材料在制作过程中会产生一定的含硫气体，对环境有害，因此不被广泛应用。随后，硅酸盐和铝酸盐体系逐渐成为了长余辉材料的主要研究主体，硅酸盐和铝酸盐体系主要发出蓝色、绿色的短波长的余辉，但是在目前的市场中，长余辉长波长发射的余辉相对于蓝色和绿色短波长长余辉材料有着更好的应用前景。Eu²⁺掺杂的铝酸盐和硅酸盐只有部分基质有黄色长余辉，这些黄色长余辉有着化学稳定性较差、发光强度较低以及余辉时间较短等缺点。因此我们需要开发一种化学稳定性较好、余辉时间较长、余辉初使亮度较高的黄色长余辉材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种化学稳定性较好、余辉时间较长、余辉初使亮度较高的铕钕共掺的硼酸盐黄色长余辉发光材料。

本发明的第二个目的是提供一种上述黄色长余辉发光材料的制备方法，制备技术简单，且没有任何助熔剂的添加。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种铕钕共掺的硼酸盐黄色长余辉发光材料，化学表达式为Ca_1.999-xBO₃Cl:0.001Eu²⁺,xNd³⁺；其中，0.001≤x≤0.2；该黄色长余辉发光材料的发光波长430nm～750nm，发射峰位于585nm，是一种黄色长余辉材料，最佳余辉时间为24小时。

本发明所采用的另一个技术方案是：一种上述黄色长余辉发光材料的制备方法，具体按以下步骤进行：

步骤1：按Ca_1.999-xBO₃Cl:0.001Eu²⁺,xNd³⁺化学表达式中各化学组成的化学计量比，分别称取以下原料：

CaCO₃、H₃BO₃、CaCl₂、Eu₂O₃和Nd₂O₃；

将所取各原料研磨至微米级，得原料粉末；

步骤2：将步骤1制得的原料粉末放置在氧化铝坩埚中，在还原气氛下，以5℃/min的升温速率升温至温度800～1000℃，煅烧4～8小时，随炉冷却至室温，得到煅烧物；

还原气氛是按体积百分比由5～10%的氢气（H₂）和95～90%的氮气（N₂）组成的混合气体。