稀土发光材料及其制备方法技术

一种稀土发光材料，包括包覆有金属纳米颗粒的稀土-铝(镓)酸盐，其组成通式为Y3-xLnx(Al1-yGay)5O12@M，其中：0＜x≤0.5；Ln为铈(Ce)，铽(Tb)中的至少一种；0≤y＜1.0；@表示包覆；M为金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)及铜(Cu)金属纳米粒子中的至少一种；M与Al的摩尔比为z，0＜z≤1×10-2。上述稀土发光材料具有发光效率较高的优点。本发明专利技术还提供一种制备稀土发光材料的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光材料，尤其涉及一种含有稀土元素的发光材料及其制备方法。
技术介绍
目前，稀土发光材料作为一种新型高效的发光材料，已经发展为信息显示、照明光源、光电器件等领域重要的发光材料。通过提高稀土发光材料的发光强度可以有效改善发光器件的性能，同时提高器件的发光效率并有效节能。因此，高发光效率的发光材料的研究和应用一直是材料化学和材料物理学领域的重要研究内容。传统的使用稀土发光材料制备的荧光粉，例如Y3(Al，Ga)5012，具有发光强度高、稳定向好，粒度均勻等优点，主要应用于彩色场发射显示器件、投影电视等产品。然而，上述荧光粉的发光效率有待进一步提高。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种发光效率较高的。一种稀土发光材料，包括包覆有金属纳米颗粒的稀土-铝(镓)酸盐，其组成通式为 Y3_xLnx (AlHGEg5O12^，其中0 < χ 彡 0. 5 ；Ln 为铈(Ce)，铽(Tb)中的至少一种；0 彡 y < 1.0 表示包覆；M为金(Au)、银(Ag)、钼(Pt)、钯(Pd)及铜(Cu)金属纳米粒子中的至少一种；M与Al的摩尔比为ζ，0 < ζ彡1X10_2。其中，0.01 彡 χ 彡 0. 3。其中，0.2 彡 y 彡 0. 6。其中，1Χ1(Γ5彡 ζ 彡 5Χ1(Γ3。一种上述的稀土发光材料的制备方法，包括如下步骤将金属纳米粒子加入到聚乙烯吡咯烷酮的溶液中，搅拌均勻，其中金属纳米粒子为金(Au)、银(Ag)、钼(Pt)、钯(Pd) 及铜(Cu)金属纳米粒子中的至少一种；加入含有Al3+的溶液和表面活性剂，搅拌均勻；于 0 100°C下加入沉淀剂，搅拌1. 5 证后陈化，将沉淀过滤、洗涤、干燥，其中沉淀剂为 NH4HC03、NH3H2O, (NH4)2CO3、尿素中的至少一种；将沉淀于500 1200°C下煅烧1 8h得到包覆有金属纳米粒子的Al2O3粉末；按照Y3_xLnx (Al1^yGay) 5012觀的比例，称取Y、Ga和Ln对应的化合物及包覆有金属纳米粒子的Al2O3，研磨混合均勻；于1300 1700°C、还原气氛下反应2 8小时，冷却至室温，将所得产物研磨为粉末。其中，含有Al3+的溶液为AlCl3溶液、Al2 (SO4) 3溶液、Al (NO3) 3溶液中的至少一种。其中，表面活性剂为聚乙二醇、乙二醇、异丙醇、聚乙烯醇中的至少一种。其中，表面活性剂为分子量为2000-10000的聚乙二醇。其中，还原气氛为N2与H2混合还原气氛、碳粉还原气氛、CO还原气氛、纯H2还原气氛中的至少一种。其中，Y、fei和Ln对应的化合物为Y、fei和Ln对应的氧化物、氯化物、碳酸盐、硝酸盐、草酸盐中的至少一种。上述稀土发光材料，由于包覆在稀土 -铝(镓)酸盐之外的金属离子产生了表面等离激元(surface plasmon, SP)效应，以达到增强发光效率的作用。性能测试结果表明， 上述稀土发光材料在引0-580nm的波长区间具有较高的光发射强度。另外，上述制备方法工艺简单、设备要求低、无污染、易于控制，适于工业化生产。附图说明图1是本专利技术实施例1制备的A99CeacilAl5O12IgPt发光材料在加速电压为3KV下的阴极射线激发下的发光光谱图，为一较宽的峰，最强处位于MOnm。图2是本专利技术实施例3制备的Y2.5Tb0.50 (Al1^0.2Ga0.2) 5012iAu发光材料在加速电压为 5KV下的阴极射线激发下的发光光谱图，发射峰位于M4nm的尖峰。具体实施方式下面将结合附图及实施方式对详细说明。本实施方式所提供的稀土发光材料为一种荧光粉，其为包覆有金属纳米颗粒的稀土-铝(镓)酸盐。该稀土发光材料的组成通式为Y3_xLnx(AlyGay)5O12^，其中0 < χ彡0.5，优选为0.01彡χ彡0.3 ；Ln为铈(Ce)，铽(Tb)中的至少一种；0彡y < 1.0，优选为0. 2彡y彡0. 6 ；@表示包覆；M为金(Au)、银(Ag)、钼(Pt)、钯(Pd)及铜(Cu)金属纳米粒子中的至少一种；M与Al的摩尔比为ζ，0<ζ< 1X10—2，优选为1X10—5彡ζ彡5X10_3。上述稀土发光材料的制备方法包括如下步骤(1)将金属纳米粒子进行表面处理，即将金(Au)、银(Ag)、钼(Pt)、钯(Pd)及铜 (Cu)金属纳米粒子中的至少一种加入到聚乙烯吡咯烷酮的溶液中，搅拌均勻。(2)往上述溶液中加入含有Al3+的溶液和表面活性剂，搅拌均勻。其中，该含有 Al3+的溶液优选为AlCl3溶液、Al2 (SO4)3溶液、Al (NO3)3溶液中的至少一种。该表面活性剂为聚乙二醇、乙二醇、异丙醇、聚乙烯醇中的至少一种，优选为分子量为2000-10000的聚乙( 在0 100°C的水浴条件下缓慢滴加沉淀剂，搅拌1. 5 证后陈化，然后将沉淀过滤、洗涤、干燥。其中，沉淀剂为NH4HCO3、NH3H20、(NH4)2CO3、尿素中的至少一种。(4)将沉淀于500 1200°C下煅烧1 8h，以得到包覆有金属纳米粒子的Al2O3粉末。(5)按照Y3_xLnx (Al1^yGay) 5012觀的比例，称取Y、fei和Ln对应的化合物及该包覆有金属纳米粒子的Al2O3，研磨混合均勻。其中，Y、Ga和Ln对应的化合物优选为Y、Ga和Ln 对应的氧化物、氯化物、碳酸盐、硝酸盐、草酸盐中的至少一种。(6)于1300 1700°C、还原气氛下灼烧2 8小时，冷却至室温，将所得产物研磨为粉末。其中还原气氛优选为N2与H2混合还原气氛、碳粉还原气氛、CO还原气氛、纯H2还原气氛中的至少一种。上述制备方法工艺简单、设备要求低、无污染、易于控制，适于工业化生产。下面通过多种实施例对上述稀土发光材料的制备方法作进一步说明。下列所有试剂均为分析纯。实施例1室温下，称取0. 30g的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于5mL去离子水中，溶解，然后加入6mL IX 10_2mol/L钼纳米粒子，搅拌18h，接着一边搅拌一边依次加入12mL lmol/L的 AlCl3,异丙醇5mL，搅拌均勻后缓慢滴加30mL 4mol/LNH4HCO3,搅拌反应5小时，然后陈化一定时间。将沉淀过滤、洗涤、干燥，500°C热处理他后得到Al2O3OPt的粉末，其中Al Pt = 1 5 X Kr3。然后称取 1. 0698g 的 Y2 (CO3) 3，0. 5098g 的 Al2O3OPt, 0. 0046g 的 Ce2 (CO3) 3，置于玛瑙研钵中充分研磨至混合均勻，然后将粉末转移到刚玉坩埚中，于管式炉中在95% N2加上5% H2弱还原气氛下1700°C灼烧池，冷却至室温，研磨为粉末，即可得到A99CeatllAl5O1W Pt发光材料。如图1所示为A99CeacilAl5O12IgPt发光材料在加速电压为3KV下的阴极射线激发下的发光光谱图，发射峰位于MOnm。为一宽峰，发黄光。实施例2室温下，称取0. Ig PVP溶于4mL去离子水中，溶解，然后加入6mLlX10_3mol/L Ag纳米粒子，搅拌12h，接着一边搅拌一边依次加入6mL 2mol/L的Al (NO3) 3,4% (V/V)的聚乙烯醇水本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种稀土发光材料，其特征在于，包括包覆有金属纳米颗粒的稀土－铝（镓）酸盐，其组成通式为Ｙ３－ｘＬｎｘ（Ａｌ１－ｙＧａｙ）５Ｏ１２＠Ｍ，其中：０＜ｘ≤０．５；Ｌｎ为铈（Ｃｅ），铽（Ｔｂ）中的至少一种；０≤ｙ＜１．０；＠表示包覆；Ｍ为金（Ａｕ）、银（Ａｇ）、铂（Ｐｔ）、钯（Ｐｄ）及铜（Ｃｕ）金属纳米粒子中的至少一种；Ｍ与Ａｌ的摩尔比为ｚ，０＜ｚ≤１×１０－２。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，王荣，马文波，
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，
类型：发明
国别省市：94