長余輝材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大孔Sr2MgSi207:Eu 2+，Dy3+長余輝材料的制備方法，屬于無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]長余輝發(fā)光材料簡稱長余輝材料，又被稱為蓄光型發(fā)光材料、夜光材料，其本質(zhì)上是一種光致發(fā)光材料，他是一類吸收外界光輻射的能量存儲在能陷里，如可見光，紫外光，X-ray等的照射，然后在常溫下以可見光的形式緩慢地把這些能量釋放出來，并在激發(fā)停止后仍可繼續(xù)發(fā)出光的物質(zhì)，人們一般把激發(fā)停止后持續(xù)發(fā)光I小時以上的稱其為長余輝。
[0003]多孔陶瓷是一種經(jīng)人工合成的、體內(nèi)具有大量彼此相通或閉合氣孔的陶瓷材料，具有一定尺寸和數(shù)量的孔隙結(jié)構(gòu)，通?？紫抖容^大，孔隙結(jié)構(gòu)作為有用的結(jié)構(gòu)存在。多孔陶瓷的種類繁多，各種各樣的陶瓷材料都可以通過適當(dāng)?shù)墓に囍苽涠嗫滋沾?，按骨料材質(zhì)劃分為:鋁硅酸鹽質(zhì)材料、硅藻土質(zhì)材料、剛玉和金剛砂質(zhì)材料等；按孔徑尺寸大小可分為:微孔陶瓷(孔徑<2nm)、介孔陶瓷(2nm〈孔徑<50nm)、大孔陶瓷(孔徑>50nm)。
[0004]但是，多孔長余輝材料的研宄卻很少有報道。多孔長余輝材料不僅能夠發(fā)揮多孔材料密度小、孔隙率高、比表面積大、對氣體的滲透性和選擇透過性較好等優(yōu)點，還具有長余輝材料獨特的儲能發(fā)光性能。楊雪峰等以聚氧乙烯型非離子表面活性劑(PEO)為模板合成了介孔SrAl204:Eu, Dy長余輝材料，但是此方法工藝復(fù)雜、周期長，合成的難度比較大，成功率也較低。陸青山將介孔材料SBA-15作為無機(jī)反應(yīng)物，通過高溫固相反應(yīng)法制備出Zn2S14iMn 2+和Y 2Si05:Eu 3+材料，但是兩種材料孔道均已崩塌，不具有介觀結(jié)構(gòu)。
[0005]本發(fā)明與上述報道不同，提出了一種制備大孔Sr2MgSi2O7iEu 2+，Dy3+長余輝材料的新技術(shù)，本發(fā)明涉及的大孔Sr2MgSi207:Eu 2+，Dy3+長余輝材料的尺寸為100~300nm，此種材料及制備方法均未見有公開報道，且本制備方法操作簡便、原料易得、生產(chǎn)效率高等特點。大孔Sr2MgSi2O7:Eu 2+，Dy3+長余輝材料可以作為夜光載體材料在夜光催化、生物標(biāo)記等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]—種大孔Sr2MgSi207:Eu 2+，Dy3+長余輝材料的制備方法，具體
【發(fā)明內(nèi)容】
如下:
1、按照摩爾比 SrO:MgO:Si02:B 203:Eu 203:Dy 203= 2:1:2: 0.05-0.15: 0.001-0.01:0.01-0.1進(jìn)行稱量、配料、混均后得到混合料A，然后加入造孔劑，混均后得到混合料B，加入粘結(jié)劑混均形成混合料C ;將混合料C密封好，陳化12-24h，將陳化后的混合料B壓制成型；壓片于70~80°C下干燥5~6h，然后進(jìn)行煅燒，樣品隨爐冷卻后得到大孔Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+長余輝材料。
[0007]2、混合料A、B的混均操作可以采用陶瓷研缽人工研磨混均，研磨時間l~2h或采用干法球磨混均，球磨介質(zhì)采用硬質(zhì)二氧化硅球，料:球的質(zhì)量比=1:3~4，球磨時間為l~2h ；混合料C采用機(jī)械攪拌混均，混均時間15~30min。
[0008]3、所有固態(tài)原料及造孔劑的初始粒度均小于200目。
[0009]4、造孔劑采用碳酸銨、草酸銨、硝酸銨其中的一種，加入量占混合料A質(zhì)量的10~50wt%o
[0010]5、粘結(jié)劑為體積分?jǐn)?shù)4vo 1%的甲基纖維素水溶液，加入量占混合料B質(zhì)量的10?15wt%o
[0011]6、壓制成型的壓力為5~12Mpa，保壓時間為30s。
[0012]7、成型所得壓片為直徑l~5cm、厚0.2-0.5cm的圓片或長5~15cm、寬l~2cm、高l~2cm的矩形片。
[0013]8、煅燒制度:室溫 ~650°C，升溫速率為 3°C /min, 650°C 保溫 Ih ；650~1000°C，升溫速率為3 °C /min ; 1000 °C ~最高煅燒溫度，升溫速率為2 V Mn,最高煅燒溫度為1200~1350°C間的任意溫度，最高煅燒溫度保溫l~2h ;通入氫氣保持還原氣氛，氫氣流量控制為 l~2L/min。
【附圖說明】
[0014]圖1為按實施例1工藝制備的大孔Sr2MgSi207:Eu 2+，Dy3+長余輝材料的XRD圖。
[0015]圖2為按實施例1工藝制備的大孔Sr2MgSi207:Eu 2+，Dy3+長余輝材料的SEM圖。
[0016]圖3為按實施例1工藝制備的大孔Sr2MgSi207:Eu2+，Dy3+長余輝材料的熒光發(fā)射圖。
[0017]圖4為按實施例1工藝制備的大孔Sr2MgSi207:Eu 2+，Dy3+長余輝材料的余輝衰減曲線圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明不受這些制造實例所限。
[0019]實例I
按照摩爾比 SrO:MgO:Si02:B 203:Eu 203:Dy 203= 2:1:2:0.1:0.005:0.05 進(jìn)行稱量、配料、陶瓷研缽研磨混料Ih后得到混合料A，然后加入混合料A質(zhì)量的20wt%的碳酸銨作為造孔劑，陶瓷研缽研磨混料Ih后得到混合料B，加入混合料B質(zhì)量的llwt%的體積分?jǐn)?shù)為4vol%的甲基纖維素水溶液作為粘結(jié)劑，攪拌混料20min形成混合料C ;將混合料C密封好，陳化24h，將陳化后的混合料C壓制成直徑2cm，厚0.3cm的圓片，壓制成型的壓力為12Mpa，保壓時間為30s ;壓片于75°C下干燥5h，然后進(jìn)行煅燒，樣品隨爐冷卻后得到大孔Sr2MgSi2O7iEu 2+，Dy3+長余輝材料。如上所述所有固態(tài)原料及造孔劑的初始粒度均小于200目；如上所述煅燒制度為:室溫~650°C，升溫速率為3°C /min, 650°C保溫Ih ；650~1000°C，升溫速率為3°C /min ；1000C ~1200°C，升溫速率為2V /min, 1200°C保溫2h ;通入氫氣保持還原氣氛，氫氣流量控制為2L/min。
[0020]實例2
按照摩爾比 SrO:MgO:Si02:B 203:Eu 203:Dy 203= 2:1:2:0.06:0.008:0.07 進(jìn)行稱量、配料、球磨干混Ih后得到混合料A，然后加入混合料A質(zhì)量的30wt%的淀粉作為造孔劑，球磨干混Ih后得到混合料B，加入混合料B質(zhì)量的13wt%的體積分?jǐn)?shù)為4vol%的甲基纖維素水溶液作為粘結(jié)劑，攪拌混料30min形成混合料C ;將混合料C密封好，陳化24h，將陳化后的混合料C壓制成直徑2cm，厚0.3cm的圓片，壓制成型的壓力為12Mpa，保壓時間為30s ;壓片于75°C下干燥5h，然后進(jìn)行煅燒，樣品隨爐冷卻后得到大孔Sr2MgSi2O7iEu 2+，Dy3+長余輝材料。如上所述所有固態(tài)原料及造孔劑的初始粒度均小于200目；如上所述煅燒制度為:室溫~650°C，升溫速率為3°C /min, 650°C保溫Ih ；650~1000°C，升溫速率為3°C /min ；1000C ~1250°C，升溫速率為2V /min, 1250°C保溫2h，;通入氫氣保持還原氣氛，氫氣流量控制為2L/min。
[0021]實例 3
按照摩爾比 SrO:MgO:Si02:B 203:Eu 203:Dy 203= 2:1:2:0.06:0.01:0.05 進(jìn)行稱量、配料、球磨干混2h后得到混合料A，然后加入混合料A質(zhì)量的40wt%造孔劑草酸銨、球磨干混2h后得到混合料B，加入混合料B質(zhì)量的13wt%的體積分?jǐn)?shù)為4vol%的甲基纖維素水溶液作為粘結(jié)劑，攪拌混料30min形成混合料C ;將混合料C密封好，陳化24h，將陳化后的混合料C壓制成長5cm，寬1cm，高Icm的矩形片，壓制成型的壓力為12Mpa，保壓時間為30s ；壓片于75°C下干燥5h，然后進(jìn)行煅燒，樣品隨爐冷卻后得到大孔Sr2MgSi2O7=Eu 2+，Dy3+長余輝材料。如上所述所有固態(tài)原料及造孔劑的初始粒度均小于200目；如上所述煅燒制度為:室溫~650°C，升溫速率為3°C /min, 650°C保溫Ih ；650~1000°C，升溫速率為3°C /min ；1000C -1300°C，升溫速率為2V /min, 1300°C保溫Ih ;通入氫氣保持還原氣氛，氫氣流量控制為2L/min。
【主權(quán)項】
1.一種大孔Sr 2MgSi207:Eu 2+，Dy3+長余輝材料的制備方法，其特征在于:按照摩爾比SrO:MgO:Si02:B 203:Eu 203:Dy203= 2:1:2: 0.05-0.15: 0.001-0.01:0.01-0.1 進(jìn)行稱量、配料、混均后得到混合料A，然后加入造孔劑，混均后得到混合料B，加入粘結(jié)劑混均形成混合料C ;將混合料C密封好，陳化12-24h，將陳化后的混合料B壓制成型；壓片于70~80°C下干燥5~6h，然后進(jìn)行煅燒，樣品隨爐冷卻后得到大孔Sr2MgSi2O7iEu 2+，Dy3+長余輝材料。
2.如權(quán)利要求1所述，一種大孔Sr2MgSi207:Eu 2+，Dy3+長余輝材料的制備方法，其特征在于:混合料A、B的混均操作可以采用陶瓷研缽人工研磨混均，研磨時間l~2h或采用干法球磨混均，球磨介質(zhì)采用硬質(zhì)二氧化硅球，料:球的質(zhì)量比=1:3~4，球磨時間為l~2h ;混合料C采用機(jī)械攪拌混均，混均時間15~30min。
3.如權(quán)利要求1所述，一種大孔Sr2MgSi207:Eu 2+，Dy3+長余輝材料的制備方法，其特征在于:所有固態(tài)原料及造孔劑的初始粒度均小于200目。
4.如權(quán)利要求1所述，一種大孔Sr2MgSi207:Eu 2+，Dy3+長余輝材料的制備方法，其特征在于:造孔劑采用碳酸銨、草酸銨、硝酸銨其中的一種，加入量占混合料A質(zhì)量的10~50wt%。
5.如權(quán)利要求1所述，一種大孔Sr2MgSi207:Eu 2+，Dy3+長余輝材料的制備方法，其特征在于:粘結(jié)劑為體積分?jǐn)?shù)4 vol%的甲基纖維素水溶液，加入量占混合料B質(zhì)量的10~15wt%。
6.如權(quán)利要求1所述，一種大孔Sr2MgSi207:Eu 2+，Dy3+長余輝材料的制備方法，其特征在于:壓制成型的壓力為5~12Mpa，保壓時間為30s。
7.如權(quán)利要求1所述，一種大孔Sr2MgSi207:Eu 2+，Dy3+長余輝材料的制備方法，其特征在于:成型所得壓片為直徑l~5cm、厚0.2-0.5cm的圓片或長5~15cm、寬l~2cm、高l~2cm的矩形片。
8.如權(quán)利要求1所述，一種大孔Sr2MgSi207:Eu 2+，Dy3+長余輝材料的制備方法，其特征在于:煅燒制度為:室溫~650°C，升溫速率為3°C /min, 650°C保溫Ih ；650~1000°C，升溫速率為3°C /min ;1000°C ~最高煅燒溫度，升溫速率為2°C /min，最高煅燒溫度為1200~1350°C間的任意溫度，最高煅燒溫度保溫l~2h ;通入氫氣保持還原氣氛，氫氣流量控制為 l~2L/min。
【專利摘要】本文涉及一種大孔Sr2MgSi2O7：Eu2+,Dy3+長余輝材料的制備方法，通過在原料中混入造孔劑，再經(jīng)陳化、壓制成型，干燥、煅燒等步驟，最終得到大孔Sr2MgSi2O7：Eu2+,Dy3+長余輝材料，可以作為夜光載體材料在夜光催化、生物標(biāo)記等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值，制備方法操作簡便、原料易得、生產(chǎn)效率高。
【IPC分類】C09K11-59
【公開號】CN104762081
【申請?zhí)枴緾N201510099702
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】河北聯(lián)合大學(xué)
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月7日