一种铥钬共掺杂二硫化锆上转换荧光粉及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种铥钬共掺杂二硫化锆上转换荧光粉，该铥钬共掺杂二硫化锆上转换荧光粉的化学通式为ZrS2：xTm3+，yHo3+，其中，ZrS2为基质，Tm3+和Ho3+为掺杂离子，x的取值范围为0.002～0.06，y的取值范围为0.002～0.04，该荧光粉可实现由红外至绿光的长波辐射激发出蓝光短波发光，可弥补目前发光材料中蓝光材料的不足；本发明专利技术还提供了该铥钬共掺杂二硫化锆上转换荧光粉的制备方法，该方法可制得表面缺陷较少、结晶度好且晶体结构较完善的铥钬共掺杂二硫化锆上转换荧光粉；此外，本发明专利技术还提供了该铥钬共掺杂二硫化锆上转换荧光粉在制备有机电致发光器件中的应用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种铥钬共掺杂二硫化锆上转换荧光粉，该铥钬共掺杂二硫化锆上转换荧光粉的化学通式为ZrS2：xTm3+，yHo3+，其中，ZrS2为基质，Tm3+和Ho3+为掺杂离子，x的取值范围为0.002～0.06，y的取值范围为0.002～0.04，该荧光粉可实现由红外至绿光的长波辐射激发出蓝光短波发光，可弥补目前发光材料中蓝光材料的不足；本专利技术还提供了该铥钬共掺杂二硫化锆上转换荧光粉的制备方法，该方法可制得表面缺陷较少、结晶度好且晶体结构较完善的铥钬共掺杂二硫化锆上转换荧光粉；此外，本专利技术还提供了该铥钬共掺杂二硫化锆上转换荧光粉在制备有机电致发光器件中的应用。【专利说明】一种铥钬共掺杂二硫化锆上转换荧光粉及其制备方法和应用
本专利技术涉及荧光粉领域，尤其涉及一种铥钦共掺杂二硫化锆上转换荧光粉及其制备方法和应用。
技术介绍
OLED的全称Organic Light Emitting D1de,即有机发光二极管。它有很多的优势，如组件结构简单、生产成本低、具有自发光的特性，加上OLED的反应时间短，以及可弯曲的特性，让它的应用范围极广。但由于目前稳定高效的OLED蓝光材料比较缺乏，使得白光OLED器件及光源行业的发展受到极大的限制。 上转换荧光材料能够在长波(如红外)辐射激发下发射出可见光，甚至紫外光，在光纤通讯技术、纤维放大器、三维立体显示、生物分子荧光标识、红外辐射探测等领域具有广泛的应用前景。但是，可由红外，红绿光等长波辐射激发出蓝光发射的铥钦共掺杂二硫化锆上转换发光材料，仍未见报道。 【
技术实现思路
】 为解决上述问题，本专利技术提供了一种铥钦共掺杂二硫化锆上转换荧光粉及其制备方法和应用，该荧光粉可以实现由红外至绿光的长波辐射激发出蓝光短波发光，可弥补目前发光材料中蓝光材料的不足；本专利技术提供的铥钦共掺杂二硫化锆上转换荧光粉的制备方法简单，可制得表面缺陷相对较少、结晶度好和晶体结构完善的铥钦共掺杂二硫化锆上转换荧光粉，是十分值得推广的制备上转换荧光粉的方法；本专利技术还提供了铥钦共掺杂二硫化锆上转换荧光粉在制备有机电致发光器件中的应用。 第一方面，本专利技术提供了一种铥钦共掺杂二硫化锆上转换荧光粉，所述铥钦共掺杂二硫化锆上转换荧光粉的化学通式为ZrS2:xTm3+, yHo3+，其中，ZrS2为基质，Tm3+和Ho3+为掺杂离子，X和y为摩尔系数，X的取值范围为0.002?0.06, y的取值范围为0.002?0.04。 优选地，所述X的取值为0.03，所述y的取值为0.01。 本专利技术提供的铥钦共掺杂二硫化锆上转换荧光粉，以ZrS2为基质，Tm和Ho为掺杂元素；其中，稀土离子Tm3+具有丰富的能级和窄的发射谱线，由于受4f能级外层电子的屏蔽作用，Tm3+的能级寿命较长，很适合作为上转换发射中心；此外，稀土离子Ho3+的吸收截面大于Tm3+，Ho3+与Tm3+之间某些能级的匹配使得Ho3+与Tm3+之间能实现能量传递，因此，Ho3+可作为Tm3+的上转换敏化剂，提高Tm3+的上转换发光效率和发光强度；另一方面，ZrS2基质材料不仅具有较高的热稳定性及光学透明性，相比氧化锆具有更低的声子能量和更宽的禁带宽度，能降低稀土离子的无辐射跃迁几率，进一步提高Tm3+的上转换发光效率。总之，本专利技术采用Ho3+与Tm3+共掺杂ZrS2基质可大大提高Tm3+的上转换发光效率和发光强度。 第二方面，本专利技术提供了一种铥钦共掺杂二硫化锆上转换荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (I)按0.91?0.996:0.001?0.03:0.001?0.02的摩尔比分别称取二氧化锆、 三氧化二铥和三氧化二钦粉体； (2)将(I)所得粉体溶于硫化氢水溶液中，随后加入分散剂，混合均匀后得到前驱体溶液，在所述前驱体溶液中，所述金属阳离子Zr4+、Tm3+和Ho3+的总浓度为0.5?3mol/L，所述硫化氢与二氧化锆粉体的摩尔比为(2.5?4):1 ; (3)将(2)所得前驱体溶液导入喷雾干燥仪中，设置喷雾干燥仪的入口温度为150?220°C，出口温度为100?130°C，以I?15L/min的气体流量通入惰性气体或还原气体，对所述前驱体溶液进行喷雾干燥处理，得到荧光粉前驱体； (4)将(3)所得荧光粉前驱体置入煅烧装置中，于600?1300°C下煅烧2?5小时，得到化学通式为ZrS2:xTm3+, yHo3+的铥钦共掺杂二硫化锆上转换荧光粉，其中，ZrS2为基质，Tm3+和Ho3+为掺杂离子，X和y为摩尔系数，x的取值范围为0.002?0.06，y的取值范围为0.002?0.04。 优选地，所述步骤(I)中，所述Zr02、Tm2O3和Ho2O3粉体的纯度为99.9%。 优选地，所述步骤(I)中，所述二氧化锆、三氧化二铥和三氧化二钦粉体的摩尔比为 0.96:0.015:0.005。 优选地，所述步骤(2 )中，在所述前驱体溶液中，所述二氧化锆、三氧化二铥和三氧化二钦粉体的总浓度为1.5mol/L。 优选地，所述步骤(2)中，所述分散剂为聚乙二醇、乙二醇、柠檬酸或油酸，所述分散剂的浓度为0.005?0.05mol/L。 进一步优选地，所述步骤(2)中，所述分散剂为聚乙二醇，所述分散剂的浓度为0.01mol/L。 优选地，所述步骤(2)中，所述硫化氢的加入量为过量。 优选地，所述步骤(2)中，所述分散剂的加入量为适量。 优选地，所述步骤(3)中，所述喷雾干燥仪的入口温度为180°C，出口温度为110°C;所述惰性气体为氮气或IS气，所述还原气体为氢气；所述气体流量为5L/min。 优选地，所述步骤(3 )中，对所述前驱体溶液进行喷雾干燥处理后，所述前驱体溶液经雾化后随通入的惰性气体或还原气体进入反应系统，并在所述反应系统中生成荧光粉前驱体，所述荧光粉前驱体采用微孔耐酸滤过漏斗收集。 优选地，所述步骤(4)中，所述煅烧过程的煅烧温度为1100°C，煅烧时间为3小时；所述X的取值为0.03，所述y的取值为0.01。 优选地，所述步骤(3 )中，将所述荧光粉前驱体置入程序控温炉中进行煅烧。 优选地，所述步骤(4)中，所述X的取值为0.03，所述y的取值为0.01。 本专利技术提供的铥钦共掺杂二硫化锆上转换荧光粉的制备方法，采用Zr02、Tm2O3和Ho2O3粉体为原料，先制备溶液前驱体，经喷雾干燥后，煅烧制得铥钦共掺杂二硫化锆上转换荧光粉；由于粉体先经过硫化氢水溶液溶解、分散剂分散、然后喷雾、干燥处理，有助于形成粒度均匀、成份混合均匀、分散性好的前驱体荧光粉，前驱体荧光粉经煅烧后，无需研磨，即可制得表面缺陷相对较少、结晶度好和晶体结构完善的铥钦共掺杂二硫化锆上转换荧光粉，是十分值得推广的制备上转换荧光粉的方法。 第三方面，本专利技术提供了一种有机电致发光器件，所述有机电致发光器件包括化学通式为ZrS2:xTm3+, yHo3+的铥钦共掺杂二硫化锆上转换荧光粉，其中，在所述化学通式ZrS2:xTm3+, yHo3+中，ZrS2为基质，Tm3+和Ho3+为掺杂离子，x和y为摩尔系数，x的取值范围为0.002?0.06，y的取值范围为0.002?0.04。 本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铥钬共掺杂二硫化锆上转换荧光粉，其特征在于，所述铥钬共掺杂二硫化锆上转换荧光粉的化学通式为ZrS2：xTm3+，yHo3+，其中，ZrS2为基质，Tm3+和Ho3+为掺杂离子，x和y为摩尔系数，x的取值范围为0.002～0.06，y的取值范围为0.002～0.04。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，陈吉星，王平，钟铁涛，
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