一种解决ZnS基发光材料遇水性能恶化的方法技术

本发明专利技术公开了一种解决ZnS基发光材料遇水性能恶化的方法，首先配好PDMS胶，然后将ZnS粉撒至PDMS胶体高温加热蒸发或将PDMS胶剪成碎片与ZnS粉在高温下充分混合，然后将含有PDMS胶与ZnS粉的蒸发皿在120～180℃条件下加热10～30 min，冷却得到PDMS包裹ZnS粉的ZnS基发光材料。本发明专利技术通过在ZnS:Al,Cu和ZnS:Mn,Cu粉末颗粒表面包裹一层有机物PDMS，获得了在水中仍然具备较强荧光的ZnS基发光材料。本发明专利技术工艺步骤简单，易于操作，拓宽了ZnS基发光材料在水环境中的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种解决ZnS基发光材料遇水性能恶化的方法
本专利技术涉及荧光材料领域，具体涉及一种解决ZnS基发光材料遇水性能恶化的方法。
技术介绍
ZnS是一种宽带隙Ⅱ-Ⅵ族半导体化合物，具有独特的能带特征，它作为一种极好的基质材料，已在电子工业、国防军工、化学化工等领域有广泛应用。当ZnS中掺入金属离子如Al3+、Cu+、Mn2+或其它稀土离子作激活剂时，ZnS内部的能带结构将会改变，形成各种不同能级的发光中心，得到不同波段的发光，通常用于光致发光、力致发光、电致发光等。但ZnS基发光材料遇水后会与水发生反应，导致材料变质，致使其发光强度变弱、性能恶化。
技术实现思路
为了解决硫化物怕水的问题，本专利技术的目的在于提供一种解决ZnS基发光材料遇水性能恶化的方法。旨在提供一种新的思路，即在ZnS:Al,Cu和ZnS:Mn,Cu粉末颗粒表面包裹一层有机物，阻止硫化物与水接触，保持其发光特性，从而将其发光应用拓宽到水环境中。为了实现上述的技术目的，本专利技术的技术方案为：一种解决ZnS基发光材料遇水性能恶化的方法，包括以下步骤：1）配胶：将聚二甲基硅氧烷（PDMS）预聚物溶液与固化剂搅拌混合均匀，移至蒸发皿中，在80-85℃烘箱内加热固化，得到PDMS胶；2）混料：按照方法A或方法B进行混料；方法A（蒸镀法）：将ZnS粉均匀的平铺于上述PDMS胶表面，所述PDMS胶与ZnS粉的质量比为1:2～1:3，所述ZnS粉为ZnS:Al,Cu粉或ZnS:Mn,Cu粉；方法B（包埋法）：将上述PDMS胶剪成碎片，与ZnS粉混合均匀，PDMS碎片与ZnS粉的质量比为2:3～2:5，所述ZnS粉为ZnS:Al,Cu粉或ZnS:Mn,Cu粉；3）蒸镀：将含有PDMS胶与ZnS粉的蒸发皿在120～180℃条件下加热10～30min，使PDMS部分升华成气相，随后冷却至室温，PDMS凝华成固相进而包裹在ZnS粉表面，用刀片刮下PDMS包裹ZnS粉样品，即为ZnS基发光材料。进一步，所述PDMS预聚物溶液与固化剂二月桂酸二丁基锡的质量比为5:1～15:1。步骤1）中，所述搅拌混合时间为20～30min。研究发现，ZnS:Al,Cu和ZnS:Mn,Cu这两种发光材料遇水后会发生反应从而变质，致使其发光强度变弱。本专利技术采用以上技术方案，通过在ZnS:Al,Cu或ZnS:Mn,Cu粉末颗粒表面包裹一层PDMS，阻止硫化物与水接触，可以有效解决ZnS基发光材料性能遇水恶化这一问题。与未处理过的ZnS:Al,Cu和ZnS:Mn,Cu发光材料相比，本专利技术的有益效果为：（1）通过本专利技术方法处理过的ZnS:Al,Cu和ZnS:Mn,Cu发光粉，PDMS可以均匀包覆在粉末颗粒的表面。（2）通过本专利技术方法处理过的ZnS:Al,Cu和ZnS:Mn,Cu发光粉，遇水时发光性能仍可以维持，即：处理过的发光粉在水中仍然有较强的发光，而未处理的发光粉在水中的发光很弱。本专利技术工艺步骤简单，易于操作，拓宽了ZnS基发光材料在水环境中的应用。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的阐述：图1是实施例2得到的ZnS:Mn,Cu粉工艺流程图。图2是未处理的ZnS:Mn,Cu粉（左）与实施例2得到的ZnS:Mn,Cu粉（右）的扫描电镜图。图3是未处理的ZnS:Mn,Cu粉（左）与实施例2得到的ZnS:Mn,Cu粉（右）在紫外光照射下的发光照片对比图。具体实施方式一种解决ZnS基发光材料遇水性能恶化的方法，包括以下步骤：1）配胶：将聚二甲基硅氧烷（PDMS）预聚物溶液与固化剂搅拌混合20～30min直至均匀，移至蒸发皿中，在80～85℃烘箱内加热固化，得到PDMS胶；其中，所述固化剂为二月桂酸二丁基锡，所述PDMS预聚物溶液与固化剂的质量比为5:1～15:1；2）混料：按照方法A或方法B进行混料；方法A（蒸镀法）：将ZnS粉均匀的平铺于上述PDMS胶表面，所述PDMS胶与ZnS粉的质量比为1:2～1:3，所述ZnS粉为ZnS:Al,Cu粉或ZnS:Mn,Cu粉；方法B（包埋法）：将上述PDMS胶剪成碎片，与ZnS粉混合均匀，PDMS碎片与ZnS粉的质量比为2:3～2:5，所述ZnS粉为ZnS:Al,Cu粉或ZnS:Mn,Cu粉；3）蒸镀：将含有PDMS胶与ZnS粉的蒸发皿在120～180℃条件下加热10～30min，使PDMS部分升华成气相，随后冷却至室温，PDMS凝华成固相进而包裹在ZnS粉表面，用刀片刮下PDMS包裹ZnS粉样品，即为ZnS基发光材料。4）测试：将得到的样品测试扫描电镜和荧光特性。实施例1一种解决ZnS基发光材料遇水性能恶化的方法（蒸镀法）：1）配胶：称取适量的PDMS预聚物溶液与固化剂，其中PDMS预聚物溶液与固化剂的质量比为5:1，搅拌混合20min直至均匀，移至蒸发皿中，在80℃烘箱内加热固化，得到PDMS胶。2)混料：称取适量的ZnS:Al,Cu粉，将其平铺于固化后的PDMS胶表面，其中PDMS胶与ZnS:Al,Cu粉的质量比为1:2。3)蒸镀：将含有的PDMS胶与ZnS:Al,Cu粉的蒸发皿在120℃下加热30min，使PDMS部分升华成气相，随后冷却至室温，PDMS凝华成固相进而包裹在ZnS粉表面，用刀片刮下PDMS包裹的ZnS:Al,Cu粉，得到所需样品。4）测试：对样品进行扫描电镜测试，与未用PDMS处理过的ZnS:Al,Cu粉对比。将PDMS处理前后的等重量ZnS:Al,Cu粉分别置于装有水的比色皿中，用紫外光激发观察两者的荧光特性差异。结果表明PDMS处理后的ZnS:Al,Cu粉在水中的发光强度要明显高于未处理的ZnS:Al,Cu粉。实施例2一种解决ZnS基发光材料遇水性能恶化的方法（蒸镀法）：1）配胶：称取适量的PDMS预聚物溶液与固化剂，其中PDMS预聚物溶液与固化剂的质量比为10:1，搅拌混合20min直至均匀，移至蒸发皿中，在80℃烘箱内加热固化，得到PDMS胶。2）混料：称取适量的ZnS:Mn,Cu粉，将其平铺于固化后的PDMS胶表面，其中PDMS胶与ZnS:Mn,Cu粉的质量比为1:3。3）蒸镀：将含有PDMS胶与ZnS:Mn,Cu粉的蒸发皿在150℃下加热20min，使PDMS部分升华成气相，随后冷却至室温，PDMS凝华成固相进而包裹在粉表面，用刀片刮下PDMS包裹的ZnS:Mn,Cu粉，得到所需样品。4）测试：对样品进行扫描电镜测试，与未用PDMS处理过的ZnS:Mn,Cu粉对比。PDMS蒸镀ZnS:Mn,Cu粉末颗粒的工艺流程如图1所示，其工艺简单，便于操作。图2显示，未处理过的ZnS:Mn,Cu粉末颗粒在扫描电镜观察下颗粒表面均比较干净，无杂质；通过对比发现，蒸镀处理后的ZnS:Mn,Cu粉末颗粒，大部分表面包裹着一层PDMS。将PDMS处理前后的等重量ZnS:Mn,Cu粉分别置于装有水的比色皿中，用紫外光激发观察两者的荧光特性差异。如图3所示，处理后的ZnS:Mn,Cu粉遇水时的发光亮度要明显高于未处理过的ZnS:Mn,Cu粉。实施例3一种解决ZnS基发光材料遇水性能恶化的方法（包埋法）：1）配胶：称取适量的PDMS预聚物溶液与固化剂，其中PDMS预聚物溶液与固化剂的质量比为15:1，搅拌混合30min直至均匀，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种解决ZnS基发光材料遇水性能恶化的方法，其特征在于：其包括以下步骤：1）配胶：将聚二甲基硅氧烷预聚物溶液与固化剂搅拌混合均匀，移至蒸发皿中，在80～85℃烘箱内加热固化，得到PDMS胶；2）混料：按照方法A或方法B进行混料；方法A：将ZnS粉均匀的平铺于上述PDMS胶表面，所述PDMS胶与ZnS粉的质量比为1:2～1:3，所述ZnS粉为ZnS: Al, Cu粉或ZnS: Mn, Cu粉；方法B：将上述PDMS胶剪成碎片，与ZnS粉混合均匀，PDMS碎片与ZnS粉的质量比为2:3～2:5，所述ZnS粉为ZnS: Al, Cu粉或ZnS: Mn, Cu粉；3）蒸镀：将含有PDMS胶与ZnS粉的蒸发皿在120～180℃条件下加热10～30 min，然后冷却，得到PDMS包裹ZnS粉的ZnS基发光材料。

【技术特征摘要】
1.一种解决ZnS基发光材料遇水性能恶化的方法，其特征在于：其包括以下步骤：1）配胶：将聚二甲基硅氧烷预聚物溶液与固化剂搅拌混合均匀，移至蒸发皿中，在80～85℃烘箱内加热固化，得到PDMS胶；2）混料：按照方法A或方法B进行混料；方法A：将ZnS粉均匀的平铺于上述PDMS胶表面，所述PDMS胶与ZnS粉的质量比为1:2～1:3，所述ZnS粉为ZnS:Al,Cu粉或ZnS:Mn,Cu粉；方法B：将上述PDMS胶剪成碎片，与ZnS粉混合均匀，PDMS碎片与ZnS粉的质量比为2:3～2:5，所述ZnS粉为ZnS:Al,Cu粉或ZnS...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴啸，徐洁，刘春文，林银华，林锦锋，林枞，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35