發(fā)光材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)光強(qiáng)度高的球狀Zn6O(OH)(BO3) 3: Eu3+發(fā)光材料及其制備方法。
【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)，近年來(lái)人們對(duì)此進(jìn)行了大量的研宄，在其發(fā)光性能、發(fā)光機(jī)理研宄等方面取得了一定進(jìn)展，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，在其合成方法、發(fā)光性能、發(fā)光機(jī)理等方面取得了一定進(jìn)展。其中常見(jiàn)的硼酸鋅基質(zhì)大多為ZnB2O4，其主要利用高溫固相法合成，但高溫固相法需要長(zhǎng)時(shí)間高溫焙燒，造成能源浪費(fèi)較大，且所得產(chǎn)物的化學(xué)組成均一性差、粒度分布較寬、形貌不規(guī)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有以硼酸鋅為基質(zhì)的發(fā)光材料制備方法存在的缺點(diǎn)，提供一種制備方法簡(jiǎn)單，成本低廉，分散性好、純度高且發(fā)光強(qiáng)度高的球狀Zn6O(OH) (BO3)3:Eu3+發(fā)光材料，以及該發(fā)光材料的制備方法。
[0005]解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該發(fā)光材料由下述方法制備得到:
[0006]將ZnSO4.7H20、Na2B4O7.10Η20、Η3Β03、聚乙二醇 4000、Eu2O3和蒸餾水按摩爾比為I: 0.5 ?1.0: 5 ?10: 0.01 ?0.05: 0.02 ?0.15: 200 ?500 混合均勻，用 NaOH水溶液調(diào)節(jié)PH值至9?10，室溫?cái)嚢??5小時(shí)，將所得混合物轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，70?100°C反應(yīng)8?15小時(shí)，得到球狀Zn6O(OH) (BO3)3:Eu3+發(fā)光材料。
[0007]上述的ZnSO4.7H20、Na2B4O7.10H20、H3BO3、聚乙二醇 4000、Eu2O3 的摩爾比優(yōu)選為1: 0.5?1.0: 5?10: 0.02?0.03: 0.06?0.12，最佳為I: 0.7: 7: 0.025: 0.10。
[0008]本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選將所得混合物轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，70?80°C反應(yīng)10?12小時(shí)。
[0009]本發(fā)明以ZnSO4.7H20、Na2B4O7.1H2O, H3B03、Eu2O3為原料，聚乙二醇 4000 為表面活性劑，采用水熱反應(yīng)法制備成Zn6O(OH) (BO3)3:Eu3+發(fā)光材料。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，成本低廉，反應(yīng)條件溫和，所制備的Zn6O(OH) (BO3)3 = Eu3+發(fā)光材料為球狀，分散性好、形貌均一、純度高，具有良好的發(fā)光性能，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Zn6O(OH)(BO3)3:Eu3+發(fā)光材料的X射線能量色散譜圖。
[0011]圖2是實(shí)施例1制備的Zn6O(OH)(BO3)3:Eu3+發(fā)光材料的X射線粉末衍射圖。
[0012]圖3是實(shí)施例1制備的Zn6O(OH)(BO3)3:Eu3+發(fā)光材料的掃描電鏡圖。
[0013]圖4是實(shí)施例1制備的Zn6O(OH)(BO3)3:Eu3+發(fā)光材料的發(fā)射光譜圖。
[0014]圖5是實(shí)施例2制備的Zn6O(OH)(BO3)3:Eu3+發(fā)光材料的掃描電鏡圖。
[0015]圖6是實(shí)施例2制備的Zn6O(OH)(BO3)3:Eu3+發(fā)光材料的發(fā)射光譜圖。
[0016]圖7是實(shí)施例3制備的Zn6O(OH)(BO3)3:Eu3+發(fā)光材料的掃描電鏡圖。
[0017]圖8是實(shí)施例3制備的Zn6O(OH)(BO3)3:Eu3+發(fā)光材料的發(fā)射光譜圖。
[0018]圖9是實(shí)施例4制備的Zn6O(OH)(BO3)3:Eu3+發(fā)光材料的掃描電鏡圖。
[0019]圖10是實(shí)施例4制備的Zn6O(OH)(BO3)3:Eu3+發(fā)光材料的發(fā)射光譜圖。
[0020]圖11是實(shí)施例5制備的Zn6O(OH)(BO3)3:Eu3+發(fā)光材料的掃描電鏡圖。
[0021]圖12是實(shí)施例5制備的Zn6O(OH)(BO3)3:Eu3+發(fā)光材料的發(fā)射光譜圖。
[0022]圖13是實(shí)施例6制備的Zn6O(OH) (BO3)3:Eu3+發(fā)光材料的掃描電鏡圖。
[0023]圖14是實(shí)施例6制備的Zn6O(OH)(BO3)3:Eu3+發(fā)光材料的發(fā)射光譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]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。
[0025]實(shí)施例1
[0026]將2.88g ZnSO4.7Η20、2.67g Na2B4O7.1H20,4.32g H3B03、1.0g 聚乙二醇 4000、0.35g Eu2O3加入到 50mL 蒸餾水中，混合均勻，ZnSO 4.7H20 與 Na2B4O7.10H20、H3B03、聚乙二醇 4000、Eu203、蒸餾水的摩爾比為 I: 0.7: 7: 0.025: 0.10: 300，用 ImoI/L 的 NaOH水溶液調(diào)節(jié)PH值至9.5，室溫?cái)嚢?小時(shí)，所得混合物轉(zhuǎn)移到聚四氟乙烯襯里的不銹鋼高壓釜中，80°C反應(yīng)10小時(shí)，自然冷卻至室溫，將反應(yīng)產(chǎn)物抽濾分離，依次用蒸餾水和無(wú)水乙醇各洗滌3次，置于烘箱內(nèi)40°C干燥24小時(shí)，得到球狀Zn6O(OH) (BO3) 3:Eu3+發(fā)光材料。
[0027]采用Rigaku D/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° )、Quanta 200型X射線能量色散譜分析儀、Quanta 200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 = 391nm)對(duì)制備的Zn6O(OH) (BO3)3 = Eu3+發(fā)光材料進(jìn)行表征，結(jié)果見(jiàn)圖1?4。
[0028]由圖1可見(jiàn)，制備的Zn6O (OH) (BO3) 3: Eu3+發(fā)光材料含有Zn、B、O和Eu元素，說(shuō)明Eu成功摻雜。由圖2可見(jiàn)，制備的產(chǎn)物的衍射數(shù)據(jù)與Zn6O(OH) (BO3)3的JCPDS標(biāo)準(zhǔn)卡片(FileN0.85-1778)的衍射數(shù)據(jù)相一致，可以指認(rèn)該產(chǎn)物為Zn6O (OH) (BO3)3: Eu3+ο由圖3可見(jiàn)，制備的Zn6O (OH) (BO3) 3: Eu3+發(fā)光材料分散性好且形貌均一。從圖4中可以看出，制備的Zn 60 (OH)(BO3)3:Eu3+發(fā)光材料在波長(zhǎng)為592nm和613nm處的發(fā)光強(qiáng)度分別為1277au和1659au。
[0029]實(shí)施例2
[0030]將2.88g ZnSO4.7Η20、2.67g Na2B4O7.1H20,4.32g Η3Β03、0.8g 聚乙二醇 4000、0.21g Eu2O3加入到 50mL 蒸餾水中，混合均勻，ZnSO 4.7H20 與 Na2B4O7.10H20、H3B03、聚乙二醇 4000、Eu203、蒸餾水的摩爾比為 I: 0.7