新型易解石结构绿色荧光材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种新型易解石结构绿色荧光材料，该绿色荧光材料的化学通式为：Ｌａ↓［１－ｍ］ＲＥ↓［ｍ］ＮｂＴｉＯ↓［６］，其中ＲＥ为稀土元素Ｔｂ、Ｅｒ、Ｄｙ和Ｈｏ中的一种。上述绿色荧光材料的制备方法包括是将五氧化二铌溶解于氢氟酸中，然后向其中滴入氨水至ｐＨ值为８．５－９．５，将白色氢氧化铌沉淀物陈化后过滤、洗涤，再溶于柠檬酸水溶液中，形成透明的Ｎｂ－柠檬酸溶液，将钛酸四丁酯、硝酸镧、含ＲＥ↑［３＋］的稀土硝酸盐及硝酸铵依次加入Ｎｂ－柠檬酸溶液中加热搅拌，得到前驱体凝胶，将前驱体凝胶烧结得到蓬松的无定形粉末，最后经热退火处理得到绿色荧光粉。该荧光粉在紫外光波长区域激发下可得到谱线范围窄、发光强度大、色纯度高的绿光发射。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及稀土离子掺杂的新型易解石结构的绿色发光材料，属于绿色发光材料

技术介绍
近年来，稀土三基色荧光材料的发展受到了人们的高度重视。由于三基色荧光粉的发射光谱属于窄带光谱，具有光效高，显色指数好等特点，已经在等离子显示、阴极射线管、彩色电视、三基色灯、薄膜电致发光器件等领域中得到应用。在三基色荧光材料中，绿色荧光粉的发光性能对产品的各项指标影响较大，其亮度占总亮度的40％，光通贡献最大，可以说绿色荧光粉的亮度和效率决定了三基色粉的总体质量。长期以来人们对于绿色荧光粉进行了广泛研究，研究较多的发光体系主要集中在稀土离子激活的硫化物、铝酸盐、硅酸盐及磷酸盐等，但至今仍未得到十分满意的绿色荧光粉材料。特别是高温固相法制备的粉体粒径较大，干法球磨又会破坏粉体的晶体结构，导致材料的发光性能严重下降。因此，各种用途的新型绿色荧光材料已成为目前国内外研究的重点。
技术实现思路
本专利技术针对现有绿色荧光材料在性能和实际应用中存在的问题，提供一种稀土离子(Tb3+、Er3+、Dy3+、Ho3+等)掺杂LaNbTiO6基质的新型易解石结构绿色荧光材料，该绿色荧光材料所得粉体化学稳定性高、色纯度大、发光强度大、显色性高。同时提供一种该绿色荧光材料的制备方法。本专利技术的新型易解石结构绿色荧光材料的化学通式为：La1-mREmNbTiO6，其中RE为稀土元素Tb、Er、Dy和Ho中的一种；当RE为Tb时，m的取值范围为0.001＜m＜0.18；当RE为Er时，m的取值范围为0.001＜m＜0.2；当RE为Dy时，m的取值范围为0.001＜m＜0.16；当RE为Ho时，m的取值范围为0.001＜m＜0.18。上述绿色荧光材料的制备方法包括以下步骤：(1)将五氧化二铌(Nb2O5)在80-90℃下溶解于40％的氢氟酸(HF)中，然后向其中滴入氨水(NH3·H2O)至pH值为8.5-9.5，形成白色氢氧化铌(Nb(OH)5)沉淀物，室温下陈化10-16小时，将沉淀物过滤、洗涤后溶于柠檬酸水溶液中，柠檬酸与Nb2O5的摩尔比为8-16∶1，形成透明的Nb-柠檬酸溶液；(2)按照摩尔比Nb5+∶Ti4+∶La3+∶RE3+∶NH4NO3＝1∶1∶1-m∶m∶24-60的比例将钛酸四丁酯(Ti(C4H9O)4)、硝酸镧(La(NO3)3)、含RE3+的稀土硝酸盐(Tb(NO3)3、Er(NO3)3、Dy(NO3)3或Ho(NO3)3)及硝酸铵(NH4NO3)依次加入到步骤(1)制取的Nb-柠檬酸溶液中，形成透明溶液；在95-105℃下将该透明溶液加热搅拌，得到浅黄色的前驱体凝胶；其中：当RE为Tb时，m的取值范围为0.001＜m＜0.18；当RE为Er时，m的取值范围为0.001＜m＜0.2；当RE为Dy时，m的取值范围为0.001＜m＜0.16；当RE为Ho时，m的取值范围为0.001＜m＜0.18；(3)将得到的前驱体凝胶在450-800℃下烧结5-60分钟，得到蓬松的无定形粉末，在-->925-1300℃热退火处理0.5-8小时后，即得到稀土离子Tb3+、Er3+、Dy3+或Ho3+掺杂的易解石结构LaNbTiO6基质的绿色荧光材料。本专利技术利用溶胶凝胶燃烧法与热退火处理相结合的方法制备了成分均匀分布的易解石型绿色荧光材料。该绿色荧光材料粉体在紫外光波长区域激发下可得到谱线范围窄、发光强度大、色纯度高的绿光发射，发光主峰分别对应于Tb3+的5D4→7F5辐射跃迁(545nm)、Er3+的4S3/2→4I15/2辐射跃迁(548nm)、Dy3+的4F9/2→6H13/2辐射跃迁(571nm)及Ho3+的5F4，5S2→5I8辐射跃迁(545nm)。具体实施方式实施例1(1)将Nb2O5在80-90℃下溶解于40％的HF中，然后向其中滴入NH3·H2O溶液至pH值为8.5-9.5，形成白色Nb(OH)5沉淀物，室温下陈化12小时，将沉淀物过滤、洗涤后溶于柠檬酸水溶液中，柠檬酸与Nb2O5的摩尔比为12∶1，形成透明的Nb-柠檬酸溶液；(2)按照摩尔比Nb5+∶Ti4+∶La3+∶Tb3+∶NH4NO3＝1∶1∶0.995∶0.005∶44的比例将Ti(C4H9O)4、La(NO3)3、Tb(NO3)3及NH4NO3依次加入到步骤(1)制取的Nb-柠檬酸溶液中，形成透明溶液，95-105℃下加热搅拌，得到浅黄色的前驱体凝胶；(3)将该前驱体凝胶在500℃下烧结50分钟，得到蓬松的褐色无定形粉末，在1050℃热退火处理5小时，即可得到Tb3+掺杂LaNbTiO6的绿色荧光材料。实施例2(1)将Nb2O5在80-90℃下溶解于40％的HF中，然后向其中滴入NH3·H2O溶液至pH值为8.5-9.5，形成白色Nb(OH)5沉淀物，室温下陈化10小时，将沉淀物过滤、洗涤后溶于柠檬酸水溶液中，柠檬酸与Nb2O5的摩尔比为15∶1，形成透明的Nb--柠檬酸溶液；(2)按照摩尔比Nb5+∶Ti4+∶La3+∶Tb3+∶NH4NO3＝1∶1∶0.92∶0.08∶56的比例将Ti(C4H9O)4、La(NO3)3、Tb(NO3)3及NH4NO3依次加入到步骤(1)制取的Nb-柠檬酸溶液中，形成透明溶液，95-105℃下加热搅拌，得到浅黄色的前驱体凝胶；(3)将该前驱体凝胶在600℃下烧结25分钟，得到蓬松的褐色无定形粉末，在1150℃热退火处理3小时，即可得到Tb3+掺杂LaNbTiO6的绿色荧光材料。实施例3(1)将Nb2O5在80-90℃下溶解于40％的HF中，然后向其中滴入NH3·H2O溶液至pH值为8.5-9.5，形成白色Nb(OH)5沉淀物，室温下陈化15小时，将沉淀物过滤、洗涤后溶于柠檬酸水溶液中，柠檬酸与Nb2O5的摩尔比为9∶1，形成透明的Nb-柠檬酸溶液；(2)按照摩尔比Nb5+∶Ti4+∶La3+∶Tb3+∶NH4NO3＝1∶1∶0.84∶0.16∶36的比例将Ti(C4H9O)4、La(NO3)3、Tb(NO3)3及NH4NO3依次加入到步骤(1)制取的Nb-柠檬酸溶液中，形成透明溶液，95-105℃下加热搅拌，得到浅黄色的前驱体凝胶；(3)将该前驱体凝胶在700℃下烧结8分钟，得到蓬松的无定形粉末，在1250℃热退火处理0.8小时，即可得到Tb3+掺杂LaNbTiO6的绿色荧光材料。实施例4(1)将Nb2O5在80-90℃下溶解于40％的HF中，然后向其中滴入NH3·H2O溶液至pH值为8.5-9.5，形成白色Nb(OH)5沉淀物，室温下陈化10小时，将沉淀物过滤、洗涤后溶于-->柠檬酸水溶液中，柠檬酸与Nb2O5的摩尔比为8∶1，形成透明的Nb-柠檬酸溶液；(2)按照摩尔比Nb5+∶Ti4+∶La3+∶Er3+∶NH4NO3＝1∶1∶0.994∶0.006∶30的比例将Ti(C4H9O)4、La(NO3)3、Er(NO3)3及NH4NO3依次加入到步骤(1)制取的Nb-柠檬酸溶液中，形成透明溶液，95-105℃下加热搅拌，得到浅黄色的前驱体凝胶；(3)将该前驱体凝胶在550℃下烧结40分钟，得到蓬松的褐色无定形粉末，在1000℃热退火处理6小时，即可得到Er3+掺杂LaNbTiO6的绿色荧光材料。实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型易解石结构绿色荧光材料，其特征是，该绿色荧光材料的化学通式为：Ｌａ↓［１－ｍ］ＲＥ↓［ｍ］ＮｂＴｉＯ↓［６］，其中ＲＥ为稀土元素Ｔｂ、Ｅｒ、Ｄｙ和Ｈｏ中的一种；当ＲＥ为Ｔｂ时，ｍ的取值范围为０．００１＜ｍ＜０．１８；当ＲＥ为Ｅｒ时，ｍ的取值范围为０．００１＜ｍ＜０．２；当ＲＥ为Ｄｙ时，ｍ的取值范围为０．００１＜ｍ＜０．１６；当ＲＥ为Ｈｏ时，ｍ的取值范围为０．００１＜ｍ＜０．１８。

【技术特征摘要】
1.一种新型易解石结构绿色荧光材料，其特征是，该绿色荧光材料的化学通式为：La1-mREmNbTiO6，其中RE为稀土元素Tb、Er、Dy和Ho中的一种；当RE为Tb时，m的取值范围为0.001＜m＜0.18；当RE为Er时，m的取值范围为0.001＜m＜0.2；当RE为Dy时，m的取值范围为0.001＜m＜0.16；当RE为Ho时，m的取值范围为0.001＜m＜0.18。2.一种权利要求1所述新型易解石结构绿色荧光材料的制备方法，该绿色荧光材料的化学通式为：La1-mREmNbTiO6，其中RE为稀土元素Tb、Er、Dy和Ho中的一种；当RE为Tb时，m的取值范围为0.001＜m＜0.18；当RE为Er时，m的取值范围为0.001＜m＜0.2；当RE为Dy时，m的取值范围为0.001＜m＜0.16；当RE为Ho时，m的取值范围为0.001＜m＜0.18，其特征是：包括以下步骤：(1)将五氧化二铌在80-90℃下溶解于40％的氢氟酸中，然后向其中滴入氨水至pH值为8.5-9.5，形成白...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕孟凯，马谦，张爱玉，王兆光，杨忠森，周广军，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]