[发明专利]一种绿色锗酸盐超长余辉发光材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种绿色锗酸盐超长余辉发光材料及其制备方法，该材料的化学表达式为Zn₂Ge_xR_1‑xO₄：0.5%Mn²⁺，其中，R采用Sn或Si，0＜x≤0.12。按化学计量比分别称取原料，研磨，混合均匀，焙烧，冷却后，进行研磨，制得绿色锗酸盐超长余辉发光材料。本发明制备方法以Mn²⁺作为激活离子，Si⁴⁺,Sn⁴⁺等离子部分取代Ge⁴⁺进而改善基质，不添加助熔剂，制得经250nm～450nm波长光激发后能发出绿色超长余辉的发光材料，不仅具有相当长的余辉时间，且制备方法简单、无污染、成本较低。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，涉及一种发光材料，具体涉及一种绿色锗酸盐超长余辉发光材料，本发明还涉及一种该发光材料的制备方法。

背景技术

长余辉发光材料属于光致发光材料的一种，在外界光源激发下产生光，同时吸收光能并存储起来，激发停止后再将所存储的能量缓慢地以光的形式向外释放。余辉的持续时间称为余辉时间，小于1μs的余辉称作超短余辉，1～10μs的余辉称为短余辉，10μs～1ms的余辉称为中短余辉，1～100ms的余辉称为中余辉，100ms～1s的余辉称为长余辉，大于1s的余辉称为超长余辉。

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，该体系的优点是发光颜色丰富，可覆盖从蓝色到红色的发光区域，但是存在稳定性差、空气中易分解、余辉初始亮度低、余辉时间短等缺点。随后铝酸盐体系被广泛研究和开发，其中以余辉亮度高、余辉时间长、化学稳定性好的SrAl₂O₄ :Eu²⁺ ,Dy³⁺为代表。铝酸盐长余辉材料存在制备温度高、耗能大、材料硬度大、发光颜色不丰富、在水中不稳定等缺陷。

有报道称，Mn²⁺激活的Zn₂GeO₄磷光体显示出狭窄的发射带，由于Mn²⁺的4T₁-6A₁特征跃迁，在约532nm处达到峰值，有望成为新的长余辉材料。而Mn²⁺掺杂的Zn₂SiO₄荧光粉材料有较饱和的绿色发射，预计这些荧光粉在场发射显示中有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有超长余辉的绿色锗酸盐超长余辉发光材料。

本发明的另一目的是提供一种上述超长余辉发光材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种绿色锗酸盐超长余辉发光材料，以现有技术中锗酸锌长余辉材料的基质为基础，通过Si⁴⁺或Sn⁴⁺部分取代Ge⁴⁺，生成新型的基质，使绿色锗酸盐发光材料成为超长余辉材料。

该绿色锗酸盐超长余辉发光材料的化学表达式为Zn₂Ge_1-xR_xO₄：0.5%Mn²⁺，其中，R为Si或Sn，0＜x≤0.12。

本发明所采用的另一个技术方案是：一种上述绿色锗酸盐超长余辉发光材料的制备方法，具体按以下步骤进行：

1）按化学表达式Zn₂Ge_1-xR_xO₄：0.5%Mn²⁺中各化学组成的化学计量比，分别取以下原料：

ZnO；

GeO₂；

MnCO₃；

SiO₂或SnO₂；