一种掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料及其制备方法，其化学式为K2Gd1‑x(PO4)2‑y(WO4)y：xSm

A phosphotungstate luminescent material doped with rare earth element Sm and its preparation method

The invention discloses a salt of phosphotungstic acid doped Sm luminescent material and its preparation method, its chemical formula is K2Gd1 x (PO4) 2 y (WO4) y:xSm

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料及其制备方法
本专利技术涉及一种发光材料和制备方法，具体涉及一种掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料及其制备方法。
技术介绍
钨酸盐和磷酸盐作为重要的光学材料，被应用于众多领域。钨酸根具有特殊的性质，可以有效吸收蓝紫光LED发射的光谱，并传递给掺杂在钨酸盐基质中的稀土离子。稀土磷酸盐是发光效率最高的发光材料之一，具有优异的热稳定性，同时，磷酸盐发光材料合成温度低、发光效率高、物理化学性能稳定，是一种性能优异的发光材料基质。Sm3+作为稀土离子中的一员，在荧光粉领域扮演着重要的角色，作为发光激活剂，Sm3+对近紫外光吸收较强，能发射量子效率较高，单色性好的红色荧光。目前，人们对稀土离子Eu、Tb、Dy等掺杂钨酸盐、磷酸盐的合成及反应机理进行了一系列的研究，但对稀土离子Sm掺杂到磷钨酸盐体系中的报道还较少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料及其制备方法，以克服上述现有技术存在的缺陷，本专利技术方法制备的材料具有较强的发光性能，且工艺简单、合成周期短，易实现工业化。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料，所述的掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料的化学式为K2Gd1-x(PO4)2-y(WO4)y：xSm3+，其中x为Sm3+的摩尔掺杂百分比，0.01≤x≤0.05，y为W6+的摩尔掺杂百分比，0<y<2。一种掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料的制备方法，包括以下步骤：1)按照化学式K2Gd1-x(PO4)2-y(WO4)y：xSm3+，其中x为Sm3+的摩尔掺杂百分比，0.01≤x≤0.05，y为W6+的摩尔掺杂百分比，0<y<2，将原料K2CO3，NH4H2PO4，WO3，Gd2O3和Sm2O3按照目标产物的化学计量比准确称量原料，然后研磨使其混合均匀；2)采用高温固相法，将经步骤1)处理得到的混合粉末进行煅烧，煅烧结束后随炉温自然冷却至室温，然后经进一步研磨得到掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料。进一步地，步骤1)中y＝1。进一步地，步骤1)中研磨时间为0.5h。进一步地，步骤2)中煅烧在空气气氛下进行。进一步地，步骤2)中煅烧具体为：在700℃温度下预烧2h后，在900℃温度下煅烧5h。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术采用磷钨酸盐体系，以Sm2O3作激活剂，采用高温固相法制备掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料，其化学组成为K2Gd1-x(PO4)2-y(WO4)y:xSm3+，其样品晶粒粒径小且均匀，发光效率高、亮度高。本专利技术的荧光材料的最大激发波长为404nm，最大发射波长为604nm。而且，本专利技术采用的高温固相法，制备工艺简单、合成周期短，易实现工业化；且制备得到的样品，发光亮度高、效率高，热稳定性强。附图说明图1为K2Gd1-x(PO4)(WO4)：xSm3+(x＝2mol％)样品在y＝1下样品在最大发射波长为604nm时的激发光谱图；图2为K2Gd0.98(PO4)(WO4)：0.02Sm3+样品在404nm近紫外光激发下的发射光谱图；图3为K2Gd1-x(PO4)(WO4)：xSm3+样品在最大激发波长为404nm时，不同Sm3+掺杂量样品的发射光谱图。具体实施方式下面对本专利技术的实施方式做进一步详细描述：一种掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料，所述的掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料的化学式为K2Gd1-x(PO4)2-y(WO4)y：xSm3+，其中x为Sm3+的摩尔掺杂百分比，0.01≤x≤0.05，y为W6+的摩尔掺杂百分比，0<y<2。一种掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料的制备方法，包括以下步骤：1)按照化学式K2Gd1-x(PO4)2-y(WO4)y：xSm3+，其中x为Sm3+的摩尔掺杂百分比，0.01≤x≤0.05，y为W6+的摩尔掺杂百分比，0<y<2，将原料K2CO3，NH4H2PO4，WO3，Gd2O3和Sm2O3按照目标产物的化学计量比准确称量原料，置于玛瑙研钵中，充分研磨0.5h使其混合均匀；2)采用高温固相法，将经步骤1)处理得到的混合粉末于空气气氛下，在700℃温度下预烧2h后，在900℃温度下煅烧5h，煅烧结束后随炉温自然冷却至室温，然后经进一步研磨得到掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料。下面结合实施例对本专利技术做进一步详细描述：实施例11)准确称量K2CO31.1057g，NH4H2PO40.9202g，WO31.8548g，Gd2O31.4355g和Sm2O30.0139g，并置于玛瑙研钵中，充分研磨0.5h使其均匀；2)采用高温固相法，将上述预处理的混合固体粉末置于刚玉坩埚中，在空气气氛下，于700℃预烧2h后于900℃煅烧5h。体系随炉温自然冷却至室温，经进一步研磨得到最终发光材料。实施例21)准确称量K2CO31.1057g，NH4H2PO40.9202g，WO31.8548g，Gd2O31.4210g和Sm2O30.0279g，并置于玛瑙研钵中，充分研磨0.5h使其均匀；2)采用高温固相法，将上述预处理的混合固体粉末置于刚玉坩埚中，在空气气氛下，于700℃预烧2h后于900℃煅烧5h。体系随炉温自然冷却至室温，经进一步研磨得到最终发光材料。实施例31)准确称量K2CO31.1057g，NH4H2PO40.9202g，WO31.8548g，Gd2O31.4065g和Sm2O30.0418g，并置于玛瑙研钵中，充分研磨0.5h使其均匀；2)采用高温固相法，将上述预处理的混合固体粉末置于刚玉坩埚中，在空气气氛下，于700℃预烧2h后于900℃煅烧5h。体系随炉温自然冷却至室温，经进一步研磨得到最终发光材料。实施例41)准确称量K2CO31.1057g，NH4H2PO40.9202g，WO31.8548g，Gd2O31.3920g和Sm2O30.0558g，并置于玛瑙研钵中，充分研磨0.5h使其均匀；2)采用高温固相法，将上述预处理的混合固体粉末置于刚玉坩埚中，在空气气氛下，于700℃预烧2h后于900℃煅烧5h。体系随炉温自然冷却至室温，经进一步研磨得到最终发光材料。实施例51)准确称量K2CO31.1057g，NH4H2PO40.9202g，WO31.8548g，Gd2O31.3775g和Sm2O30.0697g，并置于玛瑙研钵中，充分研磨0.5h使其均匀；2)采用高温固相法，将上述预处理的混合固体粉末置于刚玉坩埚中，在空气气氛下，于700℃预烧2h后于900℃煅烧5h。体系随炉温自然冷却至室温，经进一步研磨得到最终发光材料。图1为K2Gd0.98(PO4)(WO4):0.02Sm3+样品在604nm监测下的激发光谱图谱，在330nm到520nm范围内呈现多峰线状谱，从图1中可以看出，多个尖锐激发峰归属于Sm3+离子的4f内层电子间的f-f跃迁吸收，峰值位于348nm、364nm、378nm、393nm、404nm、420nm、440nm、464nm、474nm、479nm、492nm，分别对应于Sm3+的6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料，其特征在于，所述的掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料的化学式为K2Gd1‑x(PO4)2‑y(WO4)y：xSm

【技术特征摘要】
1.一种掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料，其特征在于，所述的掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料的化学式为K2Gd1-x(PO4)2-y(WO4)y：xSm3+，其中x为Sm3+的摩尔掺杂百分比，0.01≤x≤0.05，y为W6+的摩尔掺杂百分比，0<y<2。2.一种掺杂稀土元素Sm的磷钨酸盐发光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)按照化学式K2Gd1-x(PO4)2-y(WO4)y：xSm3+，其中x为Sm3+的摩尔掺杂百分比，0.01≤x≤0.05，y为W6+的摩尔掺杂百分比，0<y<2，将原料K2CO3，NH4H2PO4，WO3，Gd2O3和Sm2O3按照目标产物的化学...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊国栋，田孖存，郭萌，樊苗苗，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61