一种多元稀土硫化物发光材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种多元稀土硫化物发光材料，其化学表达式如式I所示：A

【技术实现步骤摘要】
一种多元稀土硫化物发光材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及稀土发光材料
，具体涉及一种多元稀土硫化物发光材料，以及该多元稀土硫化物发光材料的制备方法。

技术介绍

[0002]白光LED与传统的照明光相比具有节能、环保、寿命长、显色性与响应速度好等优势。关于能耗，白光LED的能耗只有白炽灯的十分之一，节能灯的四分之一左右。所以说白光LED更适合人们日常生活中的照明，并具有非常大的应用前景。目前稀土硫化物发光材料制备方法有限，制备过程复杂和困难，产量不高，伴随污染气体产生和危险性。
[0003]因此需要在现有稀土硫化物发光材料的基础上进行改进，提供一种发光效率高，色纯度高，显色指数高，发光稳定性好，光谱调控容易的稀土硫化物发光材料。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的在于提供一种多元稀土硫化物发光材料，其具有较高的发光效率和色纯度，并且可以通过调控稀土掺杂来进行光谱调控。
[0006]本专利技术的第二目的在于提供上述多元稀土硫化物发光材料的制备方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0008]本专利技术涉及一种多元稀土硫化物发光材料，其化学表达式如式I所示：
[0009]A
a
Sr1‑
1/2a
S:bLn,cM
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式I；
[0010]其中，所述A选自Li、Na、K中的一种或多种，所述Ln选自Ce、Eu、Dy中的一种或多种，所述M选自Ca、Mg、Cl、Br中的一种或多种；
[0011]a＝0～0.1，b＝0.001～0.2，c＝0～0.2，优选a＝0～0.035，b＝0.0005～0.04，c＝0～0.035。
[0012]上述式I中，A、Ln和M均为掺杂离子，a、b和c为相应掺杂离子相对于S原子所占的摩尔百分系数。
[0013]本专利技术提供的稀土可见发光材料的基质材料为硫化锶，当基质材料吸收能量后，将能量传递给可见光发光中心离子即稀土离子，并发出可见光，其可见光发光强度较高，发光效率较高。实验结果表明：本专利技术提供的稀土可见发光材料采用276nm紫外光和430nm蓝绿光激发时，掺杂不同的稀土离子其材料的最大发射强度的波长不同。当掺杂铈离子时，材料的最大发射强度的波长分别位于495nm附近；当掺杂铕离子时，材料的最大发射强度的波长位于620nm附近，半峰宽达到78nm。
[0014]本专利技术还涉及所述多元稀土硫化物发光材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0015](1)将含Sr化合物、含A化合物、含M化合物、硫源和含Ln化合物混合，得到第一混合物；
[0016](2)将所述第一混合物包裹上第二混合物，烧结，再去除包裹层，得到所述多元稀土硫化物发光材料；
[0017]所述第二混合物包括含A化合物、二氧化硅、硅酸盐、氧化铝、氧化锆、硫源、碳粉和含Ln化合物中的一种或多种。
[0018]优选地，当所述M选自Ca、Mg中的一种或多种时，
[0019]所选含Sr化合物选自含Sr的碳酸盐、含Sr的硫酸盐、含Sr的草酸盐、含Sr的醋酸盐、含Sr的氢氧化物中的一种或多种；
[0020]所述含A化合物选自含A的碳酸盐、含A的硫化物、含A的氧化物、含A的氢氧化物中的一种或多种；
[0021]所述含M化合物选自含M的氧化物、含M的碳酸盐、含M的草酸盐、含M的硝酸盐、含M的硫酸盐和含M的醋酸盐中的一种或多种；
[0022]所述硫源选自硫粉、硫氰酸铵、硫脲中的一种或多种；
[0023]所述Ln化合物选自含Ln的碳酸盐、含Ln的氧化物、含Ln的硫酸盐中的一种或多种。
[0024]优选地，当所述M选自Cl、Br中的一种或多种时，
[0025]所选含Sr化合物选自含Sr的碳酸盐、含Sr的硫酸盐、含Sr的草酸盐、含Sr的醋酸盐、含Sr的氢氧化物中的一种或多种；
[0026]所述含A化合物选自含A的碳酸盐、含A的硫化物、含A的氧化物、含A的氢氧化物、含A的卤化物中的一种或多种；
[0027]所述含M化合物选自含M的氧化物、含M的碳酸盐、含M的草酸盐、含M的卤化物、含M的硝酸盐、含M的硫酸盐和含M的醋酸盐中的一种或多种；
[0028]所述硫源选自硫粉、硫氰酸铵、硫脲中的一种或多种；
[0029]所述Ln化合物选自含Ln的碳酸盐、含Ln的氧化物、含Ln的硫酸盐、含Ln的卤化物中的一种或多种；
[0030]所述含A化合物、含M化合物和Ln化合物中至少有一种为卤化物。
[0031]优选地，所述第一混合物中，含Sr化合物、含A化合物、含M化合物、硫源和含Ln化合物的物质的量比为式I所示化合物中各元素的计量比，即(0.95～1):(0～0.1):(0～0.2):(2～3):(0.001～0.2)。
[0032]优选地，所述第二混合物中，含A化合物、含M化合物、硫源和含Ln化合物的物质的量比为(0～0.1):(0～0.2):(2～3):(0.001～0.2)。
[0033]优选地，所述第二混合物和第一混合物的质量比优选为0.2～5:1，更优选为0.5～4:1。
[0034]本专利技术优选将第一混合物和第二混合物置于坩埚中进行烧结。可以将部分第二混合物放入坩埚底部平铺，再将第一混合物覆盖于第二混合物的上部，最后将剩余的第二混合物覆盖于第一混合物的上部进行烧结。本专利技术将第二混合物作为包裹的原料，烧结时形成包裹层，包裹层在烧结过程中，能够提高第一混合物的饱和蒸汽压，加快离子扩散速度，也能防止第一混合物融化或者升华。
[0035]优选地，所述烧结温度为600
‑
1500℃，更优选为900
‑
1300℃；烧结时间为1
‑
20h，更优选为2
‑
4h；烧结气氛为空气气氛。
[0036]本专利技术完成烧结后，将得到的烧结产物去除包裹层。由于冷却后的包裹层质地较
疏松，很容易剥离，徒手一捏上下两层包裹层就能去除。然后对去除包裹层的烧结产物进行研磨，得到多元稀土硫化物发光材料。
[0037]该发光材料可以被紫外和可见光激发，发出可调的光谱，可用于LED照明和显示领域。
[0038]本专利技术的有益效果：
[0039]本专利技术提供了一种多元稀土硫化物发光材料，其化学表达式如式I所示：A
a
Sr1‑
1/2a
S:bLn,cM式I；其中A选自Li、Na、K中的一种或多种，Ln选自Ce、Eu、Dy中的一种或多种，M选自Ca、Mg、Cl、Br中的一种或多种，a、b和c为A、Ln和M作为掺杂离子相应掺杂离子相对于S原子所占的摩尔百分系数。该发光材料可以被紫外和可见光激发，发出可调的光谱，可用于LED照明和显示领域。
[0040]本专利技术还提供了所述多元稀土硫化物发光材料的制备方法，该方法为高温固相合成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多元稀土硫化物发光材料，其特征在于，其化学表达式如式I所示：A
a
Sr1‑
1/2a
S:bLn,cM
ꢀꢀꢀꢀ
式I；其中，所述A选自Li、Na、K中的一种或多种，所述Ln选自Ce、Eu、Dy中的一种或多种，所述M选自Ca、Mg、Cl、Br中的一种或多种；a＝0～0.1，b＝0.001～0.2，c＝0～0.2。2.根据权利要求1所述的多元稀土硫化物发光材料，其特征在于，a＝0～0.035，b＝0.0005～0.04，c＝0～0.035。3.根据权利要求1或2所述的多元稀土硫化物发光材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将含Sr化合物、含A化合物、含M化合物、硫源和含Ln化合物混合，得到第一混合物；(2)将所述第一混合物包裹上第二混合物，烧结，再去除包裹层，得到所述多元稀土硫化物发光材料；所述第二混合物包括含A化合物、二氧化硅、硅酸盐、氧化铝、氧化锆、硫源、碳粉和含Ln化合物中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，当所述M选自Ca、Mg中的一种或多种时，所选含Sr化合物选自含Sr的碳酸盐、含Sr的硫酸盐、含Sr的草酸盐、含Sr的醋酸盐、含Sr的氢氧化物中的一种或多种；所述含A化合物选自含A的碳酸盐、含A的硫化物、含A的氧化物、含A的氢氧化物中的一种或多种；所述含M化合物选自含M的氧化物、含M的碳酸盐、含M的草酸盐、含M的硝酸盐、含M的硫酸盐和含M的醋酸盐中的一种或多种；所述硫源选自硫粉、硫氰酸铵、硫脲中的一种或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐明学，傅继澎，常淑琴，
申请(专利权)人：北京高压科学研究中心，
类型：发明
国别省市：