發(fā)光材料的簡(jiǎn)易制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)光材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)光強(qiáng)度高的Zn4B6O13 = Eu3+發(fā)光材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于硼酸鹽基質(zhì)發(fā)光材料具有比以硅酸鹽、鋁酸鹽和磷酸鹽為基質(zhì)發(fā)光材料合成工藝簡(jiǎn)單、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、顯色性好、發(fā)光效率高等特點(diǎn)，在顯示顯像、光源、光電子學(xué)、醫(yī)學(xué)等不同領(lǐng)域中己得到了廣泛的利用。
[0003]目前，關(guān)于硼酸鹽體系發(fā)光材料的研宄，主要是利用高溫固相法、溶膠-凝膠法等方法合成不同種類(lèi)的硼酸鹽基質(zhì)發(fā)光材料，常見(jiàn)的基質(zhì)為:稀土金屬硼酸鹽、堿土金屬硼酸鹽、稀土和堿土金屬?gòu)?fù)合硼酸鹽及二元稀土金屬硼酸鹽基質(zhì)。其中高溫固相法是目前制備這些無(wú)水硼酸鹽基質(zhì)發(fā)光材料最常用的方法。對(duì)于Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料，其制備方法為傳統(tǒng)的高溫固相法，即以醋酸鋅(Zn(AC)2)、硼酸(H3BO3)和氧化銪(Eu2O3)為原料，混合研磨后在800°C預(yù)燒一段時(shí)間，待樣品冷卻后繼續(xù)在960°C焙燒5小時(shí)，此方法存在產(chǎn)品純度不高，團(tuán)聚嚴(yán)重，形貌、粒徑不易控制，發(fā)光強(qiáng)度有待提高等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服傳統(tǒng)的高溫固相法制備Zn4B6O13 = Eu3+發(fā)光材料存在的不足，提供一種分散性好、產(chǎn)品純度高且發(fā)光強(qiáng)度高的Zn4B6O13 = Eu3+發(fā)光材料的簡(jiǎn)易制備方法。
[0005]解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:將Zn0、H3B03、Eu203研磨均勻后置于聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，在200?250°C下反應(yīng)3?5天，得到Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料，其中所述的Zn0、H3B03、Eu2O3的摩爾比為1:1?10:0.02?0.12。
[0006]本發(fā)明優(yōu)選將ZnO、H3BO3, Eu2O3研磨均勻后置于聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，在220?240°C下反應(yīng)3?5天。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選將ZnO、H3BO3, Eu2O3研磨均勻后置于聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，在220°C下反應(yīng)3天。
[0008]上述的ZnO, H3BO3' Eu2O3的摩爾比優(yōu)選1:1?3:0.08?0.12，進(jìn)一步優(yōu)選ZnO、H3B03、Eu2O3的摩爾比為 1:2:0.1Oo
[0009]本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，成本低廉，克服了傳統(tǒng)高溫固相法存在的缺點(diǎn)，且不需要高溫煅燒，低溫一步反應(yīng)即可得到Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料，所制備的Zn 4B6013:Eu3+發(fā)光材料分散性好、粒徑小、純度高、發(fā)光強(qiáng)度高，可應(yīng)用于顯示顯像、光源、醫(yī)學(xué)等不同領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是實(shí)施例1制備的Zn4B6O13:Eu3+的X射線粉末衍射圖(Cu靶)。
[0011]圖2是實(shí)施例1制備的Zn4B6O13:Eu3+的熱重分析圖。
[0012]圖3是實(shí)施例1制備的Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料的掃描電鏡圖。
[0013]圖4是實(shí)施例1制備的Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料的發(fā)射光譜圖(λ ex= 259nm)。
[0014]圖5是實(shí)施例2制備的Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料的發(fā)射光譜圖(λ ex= 259nm)。
[0015]圖6是實(shí)施例3制備的Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料的發(fā)射光譜圖(λ ex= 259nm)。
[0016]圖7是實(shí)施例4制備的Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料的發(fā)射光譜圖(λ ex= 259nm)。
[0017]圖8是實(shí)施例5制備的Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料的發(fā)射光譜圖(λ ex= 259nm)。
[0018]圖9是實(shí)施例6制備的Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料的發(fā)射光譜圖(λ ex= 259nm)。
[0019]圖10是實(shí)施例7制備的Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料的發(fā)射光譜圖(λ ex= 259nm)。
[0020]圖11是實(shí)施例8制備的Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料的發(fā)射光譜圖(λ ex= 259nm)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于這些實(shí)施例。
[0022]實(shí)施例1
[0023]按照Z(yǔ)nO, H3BO3' Eu2O3的摩爾比為 1:2:0.10，將 1.6281gZn0、2.4733gH 3B03、0.3519gEu203研磨成粉末后混合均勻，置于聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，220°C反應(yīng)3天，將反應(yīng)產(chǎn)物依次用二次蒸餾水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，置于烘箱內(nèi)40°C干燥24小時(shí)，得到Zn4B6O13: Eu3+發(fā)光材料ο
[0024]采用RigakuD/MAX-1IIC型X射線粉末衍射儀(工作條件為:Cu靶Ka線，石墨片濾波，管壓 40kV，電流 30mA，步長(zhǎng) 0.02° /s，掃描范圍:5° ?70° )、Q10000DSC+LNCS+FACSQ600SDT熱分析系統(tǒng)(N2氣氛，溫度范圍為室溫?800 °C，升溫速率10 °C /min)、Quanta200型掃描電子顯微鏡、F-4600型熒光分光光度計(jì)(激發(fā)狹縫寬度和發(fā)射狹縫寬度都為0.25nm，激發(fā)波長(zhǎng)為λ ex = 259nm)分別對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征，結(jié)果見(jiàn)圖1?4。由圖1?2可見(jiàn)，所制備的發(fā)光材料為Zn4B6O13: Eu3+，XRD圖中無(wú)雜質(zhì)峰出現(xiàn)，說(shuō)明得到的發(fā)光材料的純度很高。由圖3可見(jiàn)，所制備的發(fā)光材料分散性好，平均粒徑為I?2μπι，粒徑較小。由圖4可見(jiàn)，其在波長(zhǎng)為593nm和61 Inm處的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度分別為71 Iau和781au。
[0025]實(shí)施例2
[0026]按照Z(yǔ)nO、H3B03、Eu2O3的摩爾比為 1:1:0.08，將 1.6425g Zn0、1.2367g H3BO3'0.2954g Eu2O3研磨成粉末后混合均勻，置于聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，210°C反應(yīng)4天，將反應(yīng)產(chǎn)物依次用二次蒸餾水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，置于烘箱內(nèi)40°C干燥24小時(shí)，得到Zn4B6O13: Eu3+發(fā)光材料，其在波長(zhǎng)為593nm和61 Inm處的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度分別為294au和328au(見(jiàn)圖 5)。
[0027]實(shí)施例3
[0028]按照Z(yǔ)nO, H3BO3' Eu2O3的摩爾比為 1:3:0.12，將 1.6425g ZnO,3.7923g H3BO3'0.4223g Eu2O3研磨成粉末后混合均勻，置于聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，240°C反應(yīng)5天，將反應(yīng)產(chǎn)物依次用二次蒸餾水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，置于烘箱內(nèi)40°C干燥24小時(shí)，得到Zn4B6O13: Eu3+發(fā)光材料，其在波長(zhǎng)為593nm和61 Inm處的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度分別為508au和481au(見(jiàn)圖 6) ο
[0029]實(shí)施例4
[0030]按照Z(yǔ)nO、H3BO3' Eu2O3的摩爾比為 1:4:0.02，將 1.6425g ZnO,4.9466g H3BO3'0.0704g Eu2O3研磨成粉末后混合均勻，置于聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，230°C反應(yīng)3天，將反應(yīng)產(chǎn)物依次用二次蒸餾水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，置于烘箱內(nèi)40°C干燥24小時(shí)，得到Zn4B6O13: Eu3+發(fā)光材料，其在波長(zhǎng)為593nm和61 Inm處的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度分別為65au和58au(見(jiàn)圖 7) ο
[0031]實(shí)施例5
[0032]按照Z(yǔ)nO、H3B03、Eu2O3的摩爾比為 1:10:0.04，將 1.6328g Zn0、13.3766g H3BO3'0.1407g Eu2O3研磨成粉末后混合均勻，置于聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，200°C反應(yīng)5天，將反應(yīng)產(chǎn)物依次用二次蒸餾水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，置于烘箱內(nèi)40°C干燥24小時(shí)，得到Zn4B6O13: Eu3+發(fā)光材料，其在波長(zhǎng)為593nm和61 Inm處的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度分別為162au和176au(見(jiàn)圖 8)。
[0033]實(shí)施例6
[0034]按照Z(yǔ)nO, H3BO3' Eu2O3的摩爾比為 1:7:0.06，將 1.6360g ZnO,8.6566g H3BO3'0.2112g Eu2O3研磨成粉末后混合均勻，置于聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，240°C反應(yīng)3天，將反應(yīng)產(chǎn)物依次用二次蒸餾水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，置于烘箱內(nèi)40°C干燥24小時(shí)，得到Zn4B6O13: Eu3+發(fā)光材料，其在波長(zhǎng)為593nm和61 Inm處的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度分別為226au和220au(見(jiàn)圖 9) ο
[0035]實(shí)施例7
[0036]按照Z(yǔ)nO、H3B03、Eu2O3的摩爾比為 1:1:0.10，將 1.6359g Zn0、1.2367g H3BO3'0.3519g Eu2O3研磨成粉末后混合均勻，置于聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，220°C反應(yīng)3天，將反應(yīng)產(chǎn)物依次用二次蒸餾水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，置于烘箱內(nèi)40°C干燥24小時(shí)，得到Zn4B6O13: Eu3+發(fā)光材料，其在波長(zhǎng)為593nm和61 Inm處的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度分別為577au和594au(見(jiàn)圖 10)。
[0037]實(shí)施例8
[0038]按照Z(yǔ)nO、H3B03、Eu2O3的摩爾比為 1:10:0.10，將 1.6363g Zn0、13.3766g H3BO3'0.3519g Eu2O3研磨成粉末后混合均勻，置于聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，220°C反應(yīng)3天，將反應(yīng)產(chǎn)物依次用二次蒸餾水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，置于烘箱內(nèi)40°C干燥24小時(shí)，得到Zn4B6O13: Eu3+發(fā)光材料，其在波長(zhǎng)為593nm和61 Inm處的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度分別為654au和702au(見(jiàn)圖 11) ο
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種Zn 4B6013:Eu3+發(fā)光材料的簡(jiǎn)易制備方法，其特征在于:將ZnO, H 3B03、Eu2O3研磨均勻后置于聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，在200?250°C下反應(yīng)3?5天，得到Zn4B6O13: Eu3+發(fā)光材料，其中所述的Zn0、H3B03、Eu203的摩爾比為1:1?10:0.02?0.12。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料的簡(jiǎn)易制備方法，其特征在于:將ZnO、H3B03、Eu203研磨均勻后置于聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，在220?240°C下反應(yīng)3?5天。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料的簡(jiǎn)易制備方法，其特征在于:將ZnO、H3B03、Eu203研磨均勻后置于聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，在220°C下反應(yīng)3天。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任意一項(xiàng)所述的Zn4B6013:Eu3+發(fā)光材料的簡(jiǎn)易制備方法，其特征在于:所述的Zn0、H3B03、Eu203的摩爾比為1:1?3:0.08?0.12。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?3任意一項(xiàng)所述的Zn4B6013:Eu3+發(fā)光材料的簡(jiǎn)易制備方法，其特征在于:所述的Zn0、H3B03、Eu2O3的摩爾比為1:2:0.10。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料的簡(jiǎn)易制備方法，該方法采用硼酸熔融法，以ZnO、H3BO3和Eu2O3為原料，直接在聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中200～250℃反應(yīng)，即可得到Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，克服了傳統(tǒng)高溫固相法存在的缺點(diǎn)，且不需要高溫煅燒，低溫一步反應(yīng)即可得到Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料，所制備的Zn4B6O13:Eu3+發(fā)光材料分散性好、粒徑小、純度高、發(fā)光強(qiáng)度高，可應(yīng)用于顯示顯像、光源、醫(yī)學(xué)等不同領(lǐng)域。
【IPC分類(lèi)】C09K11-63
【公開(kāi)號(hào)】CN104845617
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510218231
【發(fā)明人】劉志宏, 喬麗鈞, 梁攀, 李連慶
【申請(qǐng)人】陜西師范大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日