一种钒钨酸钡自激活发光材料、制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种钒钨酸钡自激活发光材料、制备方法及应用。发光材料的化学式为Ba3W1-xMoxV1-yPyO8.5，其中，0≤x≤0.5;0≤y≤0.5。本发明专利技术分别采用高温固相法和溶液法制备，生产成本和设备要求低，所得产品显色性好，发光性能稳定，易于操作和工业化生产。本发明专利技术制备的材料在紫外光激发下发出以500纳米波长为主的蓝绿色荧光，可广泛应用于照明和显示领域；在X射线激发下，具有高的光输出和快的衰减，显示出优异的闪烁发光性能，可用于正电子发射层析摄影术、X射线计算机断层扫描以及X射线荧光增感屏等医学领域和其他高能射线探测成像技术领域。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种钒钨酸钡自激活发光材料、制备方法及应用。发光材料的化学式为Ba3W1-xMoxV1-yPyO8.5，其中，0≤x≤0.5;0≤y≤0.5。本专利技术分别采用高温固相法和溶液法制备，生产成本和设备要求低，所得产品显色性好，发光性能稳定，易于操作和工业化生产。本专利技术制备的材料在紫外光激发下发出以500纳米波长为主的蓝绿色荧光，可广泛应用于照明和显示领域；在X射线激发下，具有高的光输出和快的衰减，显示出优异的闪烁发光性能，可用于正电子发射层析摄影术、X射线计算机断层扫描以及X射线荧光增感屏等医学领域和其他高能射线探测成像
。【专利说明】—种钒钨酸钡自激活发光材料、制备方法及应用
本专利技术涉及一种自激活发光材料、制备方法及其应用，特别涉及一种在紫外和X射线激发下发射蓝绿色荧光的钒钨酸钡自激活发光材料，可用于制备白光LED照明器件，其闪烁发光性能可用于高能物理粒子探测和医疗影像设备中，属于无机发光材料
。
技术介绍
通常，发光材料由基质和激活剂组成，其发光性能主要来源于合成过程中所形成晶体的晶格里产生的结构缺陷和杂质缺陷。在基质材料中加入某种元素，高温合成过程中，加入元素的离子掺入到基质晶格形成杂质缺陷。由这种缺陷引起的发光称为激活发光，加入的元素称为激活剂，也叫做发光中心；结构缺陷是晶格点间产生空位和离子，也称晶格缺陷，由材料的晶格缺陷引起的发光叫做自激活发光。由此可见，自激活发光材料的激活离子不是作为杂质掺入基质晶体中，其本身就是晶体中一种化学计量比的组分，因此，自激活发光材料与稀土掺杂的发光材料相比，具有较低的制造成本，更简单的生产工艺，逐渐成为目前研究的一个热点。基质材料的晶体场对材料的发光性能有很大的影响。对于铝酸盐、硅酸盐氧化物等基质材料，制备过程普遍存在结构不确定、相纯度不高、合成温度高、热稳定性或化学稳定性差、容易吸潮而使性能劣化等缺陷。而以钒酸盐、钨酸盐和钥酸盐为基质的发光材料具有极佳的热稳定性和长波激发性能，近年来在照明和闪烁晶体等领域得到广泛地关注。中国专利技术专利(CN1779000)公开了一种新型掺铈钒酸盐晶体材料，具有优异的闪烁发光性能，可作为闪烁探测器的部件，用于影像核医学诊断、地质勘探、天文空间物理学等领域中。中国专利技术专利(CN1858150)公开了一种三价稀土离子(Eu3+)激活的钨酸盐闪烁发光材料，在X射线激发下，发光强度约为无机闪烁体Lu2O3 = Eu3+的1.14倍，发光为610纳米左右的红色光，与CXD探测器的光谱敏感度匹配良好。中国专利技术专利(CN101260297)公开了一种钨酸铯钠闪烁晶体，其晶体物化性能稳定，是本征发光的闪烁体材料，无须任何掺杂离子，在X射线激发下的发光很强，发光波长与现有的光电倍增管能够很好地偶合。然而，由于纯相稀土钨酸盐的获得困难，因而造成以稀土钨酸盐为基质的荧光材料制备成本较高，影响其推广应用。因此，开发制备工艺简单，生产成本低，稳定好，荧光强度高，显色性好的发光材料具有重要意义。本专利技术选用钒钨酸钡制备自激活发光材料，无须任何掺杂离子，可以降低成本，优化生产工艺。在紫外光激发下，发光性能稳定，色纯度高；在X射线激发下具有闪烁性能。目前，国内外尚未有钒钨酸钡自激活发光材料的相关报道。
技术实现思路
本专利技术目的是为了克服现有自激活发光材料技术存在的生产成本高，基质性能不稳定等不足之处，提供一种发光效率显著、光稳定性好，制备方法简单且环保的高性能钒钨酸钡自激活发光材料、制备方法及其应用。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是提供一种钒钨酸钡自激活发光材料，它的化学式为，其中，X为钥离子Mo6+掺杂的摩尔浓度，y为磷离子P5+掺杂的摩尔浓度，O≤X≤0.5，0≤y≤0.5。如上所述的钒钨酸钡自激活发光材料的制备方法，一种是采用高温固相法，包括如下步骤: 1、按化学式Ba3WhMoxV1IPyCV5中各元素的化学计量比，其中，O≤x≤0.5，O≤y≤0.5，分别称取含有钡离子Ba2+的化合物、含有钨离子W6+的化合物、含有钥离子Mo6+的化合物、含有钒离子V5+的化合物、含有磷离子P5+的化合物，研磨并混合均匀； 2、将步骤I得到的混合物在空气气氛下预烧结I~2次，预烧结温度为200~600°C，烧结时间为I~15小时，自然冷却后，研磨并混合均匀； 3、将步骤2得到的混合物在空气气氛中煅烧，煅烧温度为600~950°C，煅烧时间为1~12小时，自然冷却后，研磨并混合均匀； 4、将步骤3得到的混合物在空气气氛中煅烧，煅烧温度为950~1300°C，煅烧时间为1~15小时，冷却至室温，研磨均匀后即得到一种粉末状钒钨酸钡自激活发光材料。采用高温固相法时，步骤2的烧结温度为250~580°C，煅烧时间为2~12小时；步骤3的煅烧温度为650~900°C，煅烧时间为3~10小时；步骤4的煅烧温度为1000~1250°C，煅烧时间为3~13小时。本专利技术所述的钒钨酸钡自激活发光材料的制备方法，还可以采用化学合成法，包括如下步骤: 1、按化学式Ba3WhMoxV1IPyCV5中各元素的化学计量比，其中，O≤x≤0.5，O≤y≤0.5，分别称取含有钡离子Ba2+的化合物、含有钨离子W6+的化合物、含有钥离子Mo6+的化合物、含有钒离子V5+的化合物、含有磷离子P5+的化合物，将它们分别完全溶解于稀硝酸中，按体积计，用2~5倍的去离子水稀释； 2、按各原料中反应物质量的0.5~2.0 wt%分别添加络合剂，在磁力搅拌下至完全溶解，得到完全溶解的各原料的溶液；所述的络合剂为柠檬酸或草酸中的一种； 3、将步骤2得到的各原料的溶液缓慢混合，在温度为50~100°C的条件下搅拌至完全混合均匀，静置、烘干，得到蓬松的前驱体； 4、将前驱体置于马弗炉中，在空气气氛下预烧结I~2次，烧结温度为300~800°C，一次的烧结时间为3~10小时，自然冷却后，研磨并混合均匀； 5、将步骤4得到的混合物在空气气氛中煅烧，煅烧温度为800~1300°C，煅烧时间为1~15小时；自然冷却至室温，研磨均匀后即得到一种粉末状钒钨酸钡自激活发光材料。采用化学合成法制备钒钨酸钡自激活发光材料时，步骤4的烧结温度为350~750°C，煅烧时间为4~9小时；步骤5的煅烧温度为850~1250°C，煅烧时间为3~13小时。本专利技术技术方案中，所述的含有钡离子Ba2+的化合物为氧化钡、碳酸钡、硫酸钡、硝酸钡、氟化钡中的一种；所述的含有钨离子W6+的化合物为氧化钨、钨酸铵中的一种；所述的含有钥离子Mo6+的化合物为氧化钥、钥酸铵中的一种；所述的含有钒离子V5+的化合物为五氧化二钒、钒酸铵中的一种；所述的含有磷离子P5+的化合物为磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、正磷酸铵中的一种。优选的方案是:含有钡离子Ba2+的化合物为碳酸钡，含有钨离子W6+的化合物为氧化钨，含有钥离子Mo6+的化合物为钥酸铵，含有钒离子V5+的化合物为钒酸铵，含有磷离子P5+的化合物为磷酸二氢铵。本专利技术提供的一种钒钨酸钡自激活发光材料，应用于制备白光LED照明和显示器件；或用于正电子发射层析摄影术、X射线计算机断层扫描、X射线荧光增感屏。与现有技术方案相比，本专利技术技术方案优点在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钒钨酸钡自激活发光材料，其特征在于:?它的化学式为Ba3W1?xMoxV1?yPyO8.5，其中，x为钼离子Mo6+掺杂的摩尔浓度，y为磷离子P5+掺杂的摩尔浓度，0≤x≤0.5，0≤y≤0.5。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄彦林，关莹，秦琳，陶正旭，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：