本发明专利技术属于发光材料领域，其公开了一种掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料及其制备方法；该发光材料的化学通式为Y3-x(Al1-yGay)5O12:Gdx3+，其中，x的取值范围为0<x≤0.45，y的取值范围为0≤y≤1。本发明专利技术的掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料中，采用分散的碳小球C为模板，得到的石榴石体系发光材料为球形的空心结构，不仅形貌可控，且能够有效的减少稀土金属的用量，降低了产品成本，大量节约珍贵的稀土资源。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于发光材料领域，其公开了一种掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料及其制备方法；该发光材料的化学通式为Y3-x(Al1-yGay)5O12:Gdx3+，其中，x的取值范围为0<x≤0.45，y的取值范围为0≤y≤1。本专利技术的掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料中，采用分散的碳小球C为模板，得到的石榴石体系发光材料为球形的空心结构，不仅形貌可控，且能够有效的减少稀土金属的用量，降低了产品成本，大量节约珍贵的稀土资源。【专利说明】
本专利技术涉及发光材料领域，尤其涉及一种掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发 光材料及制备方法。
技术介绍
现在的发光材料大多是用高温固相法制备的，高温反应耗能多且颗粒分布不均， 粉粒形貌各异，需用球磨的方法以获得2-8微米粒径的荧光粉，且使粉体颗粒尺寸不一致， 形貌不完整，致使涂层不均。人们通过使用溶胶-凝胶法，水热合成法，络合凝胶法等方法 来制备荧光粉，这些方法可以弥补高温固相合成法的不足，但是这些方法所得的荧光粉的 发光强度不如高温固相合成法。得到尺寸、形貌可控且发光性能好的发光材料是研究人员 一直努力的目标。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题在于提供一种发光效率较高、形貌可控的掺杂钆离子的空 心球结构石榴石体系发光材料。 本专利技术的技术方案如下： -种掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料，其化学通式为 YdAlhGaAO^Gd，；其中，X为Gd3+取代Y离子的摩尔数，X的取值范围为0〈x彡0. 45 ; y为Ga原子取代A1原子的摩尔数，y的取值范围为0 < y < 1 UAlhGaAO^Gd，为发 光材料，Gd3+为发光离子中心，冒号"："表示为Gd 3+的掺杂。 所述掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料，优选，X的取值范围为 0· 01彡X彡0· 3, y的取值范围为0· 05彡X彡0· 5。 本专利技术还涉及一种掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料的制备方法，包 括如下步骤： 将浓度为0. 000075?0. 15g/ml的蔗糖或葡萄糖乙醇溶液移入反应釜中，密封状 态于120?200°C下反应5?36h，随后冷却至室温后离心分离，得到固相物，并对固相物进 行洗涤、干燥后得到碳小球C ;其中，C表示碳元素； 按照中的各元素化学计量比，量取Y、Al、Gd和Ga各自 对应的盐溶液，放入烧杯中，然后加入所述碳小球C，搅拌均匀；然后再缓慢加入草酸沉 淀剂，得到混合溶液，并调节混合溶液的pH值为3?6后反应2?8h，停止反应，反应液 经过滤、洗涤、干燥处理后得到沉淀物，即为前驱体；其中， 中，YdAlhGaA^O^zGd/为外壳，@表示包覆，C为碳小 球C的简写，为内核；碳小球C与Y3_x(AVyGay) 5012:Gdx3+的摩尔比为0. 025:1?10:1 ; 将所述前驱体进行研磨，研磨粉体放于马弗炉中、在空气气氛中于600?1KKTC 预烧1?8h，将碳转化为C02除去，冷却至室温，再研磨预烧样品，将研磨粉体再次置于管式 炉中、在1100?1600°c还原处理1-12h，冷却至常温下，取出样品，研磨均匀，即得掺杂钆离 子的空心球结构石榴石体系发光材料，该发光材料的化学通式为Y^^AlhGa^ 5012:Gdx3+ ; 上述步骤中，x为Gd3+取代Y离子的摩尔数，x的取值范围为0〈x彡0. 45 ;y为Ga 原子取代A1原子的摩尔数，y的取值范围为0彡y彡1。 所述掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料的制备方法，优选，反应釜为 带聚四氟乙烯内衬的反应釜。 所述掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料的制备方法，优选，对所述离 心所得固相物的包括依次用去离子水和无水乙醇反复洗涤多次；对所述洗涤后固相物的干 燥处理包括60?80 °C下进行2?12h干燥。 所述掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料的制备方法，优选，对所述洗 涤后沉淀物的干燥包括60?10(TC下进行2?10h干燥。 所述掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料的制备方法，优选，所述草酸 沉淀剂摩尔用量为保证Y、Al、Gd和Ga的沉淀完全并过量25%，其作用是： 按照化学反应式反应时，以保证Y、Al、Gd和Ga离子的沉淀完全，过量的作用就是 为了确保所有金属离子都沉淀完全，未反应的草酸是溶液，在过滤时可以洗涤掉。 化学通式UAlhGaAO^Gd/中，当y=0时，草酸沉淀剂摩尔用量为保证Y、A1、 Gd的沉淀完全并过量25%，当y=l时，草酸沉淀剂摩尔用量为保证Y、Gd和Ga的沉淀完全并 过量25%。 所述掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料的制备方法，其中，Y、Al、Gd和 Ga各自对应的盐溶液分别为硝酸盐溶液或乙酸盐溶液。所述Y、Al、Gd和Ga的盐溶液为以 Y、Al、Gd和Ga的氧化物和碳酸盐为原料，溶于硝酸，或者以Y、Al、Gd和Ga的乙酸盐、硝酸 盐为原料。 所述掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料的制备方法，优选，对混合溶 液的pH值调节是采用氨水进行的。 所述掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料的制备方法，优选，所述还原 处理，其还原剂采用体积比为95:5的N 2与H2混合气体、碳粉还原气氛、H2还原气氛中的一 种；更优选，所述还原处理是在1200°C?1400°C还原4?10h。 所述掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料的制备方法，优选，X的取值范 围为 0· 01 < X < 0· 3。 本专利技术提供的掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料，采用分散的碳小球 C为模板，得到的石榴石体系发光材料为球形的空心结构，不仅形貌可控，且能够有效的减 少稀土金属的用量，降低了产品成本，大量节约珍贵的稀土资源。 本专利技术提供制备方法，先采用水热法制备碳小球C，然后再以碳小球C为模板，采 用草酸沉淀法制备Yh (Ali_yGay) 5 (C204) 12: Gdx3+@C前驱体粉末，然后再经过煅烧，煅烧过程中 碳元素将转化为C0 2逸出，形成空心结构，最后得到化学通式为的掺 杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料。 本专利技术的掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料的制备方法，工艺步骤 少，相对简单；工艺条件不苛刻，容易达到，成本低；不引入其它杂质，得到的发光材料质量 高，可广泛用于发光材料的制备。 【专利附图】【附图说明】 图1为实施例3制得的发光材料与对比例发光材料在加速电压为5KV下 的阴极射线激发下的发光光谱对比图；其中，曲线1是本实施例3制备的空心结 构Y 2.85 (Al〇. 8Gaa 2) 5012: Gda 153+发光材料的发光光谱，曲线2是对比例非空心结构 Y2.85 (A1Q. 8GaQ. 2) 5012: GdQ. 153+ 发光材料的发光光谱。 【具体实施方式】 下面结合附图，对本专利技术的较佳实施例作进一步详细说明。 实施例1 沉淀法制备空心球结构Y2.55A150 12: Gda 453+ : 称取4g的葡萄糖溶于无水乙醇中，使溶液体积为40mL，然后本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种掺杂钆离子的空心球结构石榴石体系发光材料，其特征在于，其化学通式为Y3‑x(Al1‑yGay)5O12:Gdx3+；其中，x为Gd3+取代Y离子的摩尔数，x的取值范围为0<x≤0.45；y为Ga原子取代Al原子的摩尔数，y的取值范围为0≤y≤1。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，王荣，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，深圳市海洋王照明工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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