本發(fā)明涉及材料，具體涉及到一種耐水型綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的制備方法。

背景技術(shù)：

1、長(zhǎng)余輝發(fā)光材料簡(jiǎn)稱(chēng)長(zhǎng)余輝材料，又稱(chēng)夜光材料，它是一類(lèi)在光源激發(fā)下，發(fā)出可見(jiàn)光，并將獲得的部分光能儲(chǔ)存起來(lái)，在激發(fā)停止后，以光的形式將能量緩慢釋放出來(lái)的光致發(fā)光材料。因此也稱(chēng)“綠色光源材料”。尤其是稀土激活的長(zhǎng)余輝材料具有穩(wěn)定的發(fā)光性能，強(qiáng)的發(fā)光強(qiáng)度和特殊的余輝性能等優(yōu)點(diǎn)，在產(chǎn)品防偽、光學(xué)信息存儲(chǔ)、輻射檢測(cè)和生物成像等領(lǐng)域有著較好的應(yīng)用前景，更有望應(yīng)用于新能源和宇宙尖端科技領(lǐng)域，影響未來(lái)科技的發(fā)展。然而，目前現(xiàn)有的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料雖然性能好，但仍存在耐水性較差、顆粒大、形貌不規(guī)則、成本較高和反應(yīng)溫度高等問(wèn)題。

2、例如，專(zhuān)利申請(qǐng)《一種耐水型高溫型長(zhǎng)余輝稀土發(fā)光材料及其制備方法》(申請(qǐng)?zhí)?02211727965.1，公開(kāi)號(hào)cn115895650a，公開(kāi)日2023.04.04)公開(kāi)了一種耐水型高溫型的長(zhǎng)余輝稀土發(fā)光材料。該材料是以鋁酸鍶為基質(zhì)，通過(guò)在硼酸作為助溶劑的條件下，摻雜稀土合成的。雖然合成了耐水型的鋁酸鹽長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，但需要在1250℃的還原氣氛下煅燒，操作不簡(jiǎn)單、且產(chǎn)物顆粒大、形貌不規(guī)則。專(zhuān)利申請(qǐng)《一種長(zhǎng)余輝發(fā)光材料及其制備方法和應(yīng)用》(申請(qǐng)?zhí)?02211720948.5，公開(kāi)號(hào)cn116179201a，公開(kāi)日2023.05.30)公開(kāi)了一種長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，該材料耐水型好，有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。但制備方法的煅燒溫度過(guò)高(1100-1500℃)。

3、制備耐水型的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料方法通常采用高溫固相法。該方法主要是將原材料按照一定的比例稱(chēng)量，并加入適當(dāng)?shù)闹蹌┡c其充分研磨混合，之后在一定溫度、還原氣氛與加熱時(shí)間等條件下進(jìn)行煅燒，隨后通過(guò)研磨即可得到產(chǎn)品。該方法的產(chǎn)品晶粒大、硬度高、純度高，粉碎后為粉狀產(chǎn)品。雖然該方法具有工藝流程簡(jiǎn)單、產(chǎn)品純度高、副產(chǎn)品少、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但存在反應(yīng)溫度要求高、保溫時(shí)間長(zhǎng)；產(chǎn)物粒徑分布不均勻、粘附性，低比表面積等問(wèn)題，并且煅燒后還要粉碎，這將破壞發(fā)光體的晶型，使材料的發(fā)光亮度降低，影響發(fā)光制品性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、配位聚合物是制備發(fā)光材料的優(yōu)良前驅(qū)體，使用配位聚合物作為前驅(qū)體可以解決以上一些問(wèn)題。配位聚合物有利于生成具有優(yōu)化形貌和性能的納米級(jí)材料。例如，以la基配位聚合物為前驅(qū)體制備了lto/laocl@n-c微球，該化合物不僅表現(xiàn)出優(yōu)異的光電催化性能，而且能有效抑制電子-空穴復(fù)合，顯著提高析氫速率。并且由于有機(jī)配體種類(lèi)豐富，結(jié)構(gòu)易于調(diào)控，具有很多的選擇性，因此易于合成結(jié)構(gòu)豐富和性能可調(diào)的配位聚合物材料。然而有機(jī)物的去除可以形成多種多樣的缺陷從而獲得豐富的陷阱類(lèi)型、陷阱的深度和濃度而有利于長(zhǎng)余輝發(fā)光。

2、針對(duì)上述現(xiàn)有制備在水中具有穩(wěn)定性的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料方法存在的問(wèn)題，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。

3、一種耐水型綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的制備方法，包含步驟如下：

4、(1)稱(chēng)取均苯三甲酸加入一定比例的無(wú)水乙醇和去離子水組成的混合溶劑中，劇烈攪拌至完全溶解，稱(chēng)該溶液為a；

5、(2)稱(chēng)取二水合乙酸鋅、九水合硝酸鉻和六水合硝酸釹，溶解于去離子水中，稱(chēng)該溶液為b；

6、(3)室溫下，在磁力攪拌下將溶液b緩慢滴加到溶液a中，滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌，得到沉淀物；

7、(4)將沉淀物反復(fù)洗滌，放入真空干燥箱干燥，得到白色粉末，即cr3+,nd3+雙摻雜的zn基配位聚合物；

8、(5)取cr3+,nd3+雙摻雜的zn基配位聚合物和球形sio2于研缽中研磨，使其混合均勻；接著將粉末轉(zhuǎn)移至坩堝中，置于馬弗爐煅燒，即可得到目標(biāo)產(chǎn)物zn2sio4:0.4％cr3+,0.4％nd3+。

9、作為優(yōu)選的，所述溶液a含均苯三甲酸的摩爾濃度為0.04～0.05mmol/ml，無(wú)水乙醇和去離子水的容積比為1:(1～1.5)。

10、作為優(yōu)選的，步驟(1)中，所述二水合乙酸鋅、九水合硝酸鉻、六水合硝酸釹的摩爾比為(240～249)：(0.5～1.5)：(0.5～2)。

11、作為優(yōu)選的，步驟(2)中，所述二水合乙酸鋅、九水合硝酸鉻和六水合硝酸釹的物質(zhì)的量之和為2.5～3.2mmol，去離子水的容積為5～6.4ml。

12、作為優(yōu)選的，步驟(3)中，所述溶液b與溶液a的容積比為1:(10～12.5)。

13、作為優(yōu)選的，步驟(3)中，所述攪拌時(shí)間為0.5～1.5h。

14、作為優(yōu)選的，步驟(4)中，所述反復(fù)洗滌次數(shù)為3～4次，所述干燥的溫度為60～80℃，干燥時(shí)間為20～28h。

15、作為優(yōu)選的，步驟(5)中，所述cr3+,nd3+雙摻雜的zn基配位聚合物與球形sio2的質(zhì)量比為1:0.5～1:1，所述煅燒溫度為800～1100℃，煅燒時(shí)間為3～5h。

16、作為優(yōu)選的，一種耐水型綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料為zn2sio4:0.4％cr3+,x％nd3+，所述材料在水中具有穩(wěn)定性的綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料。根據(jù)本發(fā)明的簡(jiǎn)便方法，可以合成一種在水中具有良好穩(wěn)定性的鉻，釹雙摻雜硅酸鋅綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料。

17、所述一種耐水型綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料(zn2sio4:0.4％cr3++,x％nd3+)可用作道路標(biāo)線(xiàn)，交通標(biāo)志，發(fā)光涂料，應(yīng)用于顯示、能源及環(huán)境工程等領(lǐng)域。

18、本發(fā)明的有益效果：

19、本發(fā)明首次公開(kāi)了一種耐水型綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料以及簡(jiǎn)便制備方法，以均苯三甲酸為配體，無(wú)水乙醇和去離子水為混合溶劑，二水合乙酸鋅、九水合硝酸鉻和六水合硝酸釹分別為鋅源、鉻源和釹源。通過(guò)改進(jìn)的高溫固相法制備了zn2sio4:0.4％cr3+,0.4％nd3+。該綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料在254nm波長(zhǎng)紫外燈照射10min后，樣品的余輝發(fā)光時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)188min(0.32mcd/m2)。并且在水中放置一個(gè)月依然具有良好的綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光的特性，說(shuō)明具有良好的耐水性，此外產(chǎn)物粒徑為200-300nm的球形結(jié)構(gòu)。該方法具有操作簡(jiǎn)便、無(wú)需助溶劑、無(wú)需還原氣體或惰性氣體作保護(hù)氣、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種耐水型綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的制備方法，其特征在于，包含步驟如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述溶液a含均苯三甲酸的摩爾濃度為0.04～0.05mmol/ml，無(wú)水乙醇和去離子水的容積比為1:(1～1.5)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述二水合乙酸鋅、九水合硝酸鉻、六水合硝酸釹的摩爾比為(240～249)：(0.5～1.5)：(0.5～2)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述二水合乙酸鋅、九水合硝酸鉻和六水合硝酸釹的物質(zhì)的量之和為2.5～3.2mmol，去離子水的容積為5～6.4ml。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述溶液b與溶液a的容積比為1:(10～12.5)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述攪拌時(shí)間為0.5～1.5h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述反復(fù)洗滌次數(shù)為3～4次，所述干燥的溫度為60～80℃，干燥時(shí)間為20～28h。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，所述cr3+,nd3+雙摻雜的zn基配位聚合物與球形sio2的質(zhì)量比為1:0.5～1:1，所述煅燒溫度為800～1100℃，煅燒時(shí)間為3～5h。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8的任一權(quán)利要求制備的一種耐水型綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，其特征在于，一種耐水型綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料為zn2sio4:0.4％cr3+,x％nd3+，所述材料在水中具有穩(wěn)定性的綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明首次公開(kāi)了一種耐水型綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的制備方法。以均苯三甲酸為配體，無(wú)水乙醇和去離子水為混合溶劑，二水合乙酸鋅、九水合硝酸鉻和六水合硝酸釹分別為鋅源、鉻源和釹源，室溫?cái)嚢柘潞铣蒀r<supgt;3+</supgt;,Nd<supgt;3+</supgt;雙摻的Zn基配位聚合物作為前驅(qū)體與球形SiO<subgt;2</subgt;通過(guò)高溫固相反應(yīng)制備出Zn<subgt;2</subgt;SiO<subgt;4</subgt;:0.4％Cr<supgt;3+</supgt;,0.4％Nd<supgt;3+</supgt;。該綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料在254nm波長(zhǎng)紫外燈照射10min后，樣品的余輝發(fā)光時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)188min(0.32mcd/m<supgt;2</supgt;)。而且在水中放置一個(gè)月依然具有良好的綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光的特性，說(shuō)明具有良好的耐水性，此外產(chǎn)物粒徑為200?300nm的均勻球形結(jié)構(gòu)。該方法具有操作簡(jiǎn)便、無(wú)需助溶劑、無(wú)需還原氣體或惰性氣體作保護(hù)氣、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：徐華蘭,陶超超,鐘聲亮,張航,丁松松
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江西師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6