型硼酸鋅的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無(wú)機(jī)材料領(lǐng)域，具體涉及一種摻雜稀土元素的411型硼酸鋅的制備方法，得到一種具有良好發(fā)光性能的無(wú)機(jī)熒光材料。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光材料大多數(shù)是無(wú)機(jī)固體材料，它是在高溫下向基質(zhì)晶格中摻入另一種元素的離子或原子而產(chǎn)生了雜質(zhì)缺陷從而發(fā)光。我國(guó)是世界稀土資源最豐富的國(guó)家。元素周期表中，15個(gè)鑭系元素加上鈧和釔共17個(gè)稀土元素，由它們組成的發(fā)光材料一般統(tǒng)稱(chēng)為稀土發(fā)光材料。
[0003]稀土離子的發(fā)光來(lái)源于未填滿(mǎn)的4f殼層的電子躍迀，由于4f層的電子被5s和5p電子層的8個(gè)電子所屏蔽，晶體場(chǎng)對(duì)譜線(xiàn)位置影響較小，因此晶體場(chǎng)中的能級(jí)呈現(xiàn)分離能級(jí)，躍迀發(fā)射光譜均為線(xiàn)狀光譜。
[0004]稀土硼酸鹽具有非常穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)、相對(duì)較低的合成溫度以及優(yōu)良的發(fā)光性能等優(yōu)點(diǎn)，因而成為近幾年發(fā)光材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。隨著光電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和顯示設(shè)備的完善，已經(jīng)有很多稀土硼酸鹽被當(dāng)作燈用熒光粉和超大屏幕平板顯示器用熒光粉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的在于提供一種摻雜稀土元素的411型硼酸鋅的制備方法，通過(guò)較為簡(jiǎn)便的方法制備出具有良好發(fā)光性能的硼酸鋅無(wú)機(jī)熒光材料，所得產(chǎn)品發(fā)光強(qiáng)度高，單色性好。
[0006]本發(fā)明為達(dá)到上述目的所采用的技術(shù)方案為:一種摻雜稀土元素的4Zn0.B2O3.H2O = RE3+型硼酸鋅的制備方法，采用水熱合成一步法，將稀土元素、硼源和鋅源混合，得到目標(biāo)產(chǎn)物；其中，RE為稀土元素。
[0007]上述的一種摻雜稀土元素的4Zn0.B2O3.H2O:RE3+型硼酸鋅的制備方法，將鋅源和硼源分別溶于去離子水中，稀土元素溶于硝酸中，將三種溶液混合并調(diào)制成懸濁液；將所得的懸濁液轉(zhuǎn)入密閉的水熱合成反應(yīng)釜中，于100-180°C下進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)70-80小時(shí)后，冷卻，過(guò)濾，洗滌，烘干。
[0008]上述的一種摻雜稀土元素的4Zn0.B2O3.H2O:RE3+型硼酸鋅的制備方法，所述鋅源為硫酸鋅或硝酸鋅。
[0009]上述的一種摻雜稀土元素的4Zn0.B2O3.H2O: RE3+型硼酸鋅的制備方法，所述硼源為硼酸或硼砂。
[0010]上述的一種摻雜稀土元素的4Zn0.B2O3.H2O:RE3+型硼酸鋅的制備方法，所述的稀土元素為Eu3+或Tb 3+。
[0011]上述的一種摻雜稀土元素的4Zn0.B2O3.H2O:RE3+型硼酸鋅的制備方法，所述的稀土元素Eu3+來(lái)自硝酸銪或氧化銪，且Eu 3+與Zn 2+的摩爾比為0.5 %?8.5 %。
[0012]上述的一種摻雜稀土元素的4Zn0.B2O3.H2O:RE3+型硼酸鋅，所述的稀土元素Tb 3+來(lái)自硝酸鋱或氧化鋱，且Tb3+與Zn 2+的摩爾比為0.5 %?10.5 %。
[0013]利用上述的制備方法制備的摻雜稀土元素的4Zn0.B2O3.H2O:RE3+型硼酸鋅在發(fā)光材料中作為添加劑使用。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明制備的摻雜稀土元素的4ΖηΟ.Β203 ^H2O = RE3+型硼酸鋅，由于稀土元素?fù)诫s到硼酸鋅產(chǎn)品中，樣品的單色性好，能發(fā)出很好的紅光或者綠光。本發(fā)明工藝易于控制，操作簡(jiǎn)單、制備周期短、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好，可以通過(guò)控制反應(yīng)條件得到不同發(fā)光強(qiáng)度的摻雜稀土元素4ΖηΟ.B2O3.H2O硼酸鋅。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例2和3所得的摻雜稀土元素銪的4ΖηΟ.B2O3.H2O: Eu3+型硼酸鋅和對(duì)比實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有摻雜稀土元素的411型硼酸鋅紅外光譜圖。
[0016]其中，1、實(shí)施例14的對(duì)比例樣品；2、實(shí)施例2產(chǎn)物；3、實(shí)施例3產(chǎn)物。
[0017]圖2為本發(fā)明實(shí)施例5和6所得的摻雜稀土元素銪的4ΖηΟ.B2O3.H2O: Eu3+型硼酸鋅和對(duì)比實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有摻雜稀土元素的411型硼酸鋅的掃描電鏡圖。
[0018]其中，a:實(shí)施例14的對(duì)比例樣品；b:實(shí)施例5產(chǎn)物；c:實(shí)施例6產(chǎn)物。
[0019]圖3為本發(fā)明實(shí)施例5所得的摻雜稀土元素銪的4Zn0.B2O3.H2O: Eu3+型硼酸鋅激發(fā)光譜。
[0020]圖4a為實(shí)施例14的對(duì)比例樣品的X-射線(xiàn)粉末衍射圖譜。
[0021]圖4b為本發(fā)明實(shí)施例10所得的摻雜稀土元素鋱的4Zn0.B2O3.H2O = Tb3+型硼酸鋅X-射線(xiàn)粉末衍射圖譜。
[0022]圖5為本發(fā)明實(shí)施例12所得的摻雜稀土元素鋱的4Zn0.B2O3.H2O:Tb3+型硼酸鋅發(fā)射光譜。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體描述，但不局限于此。下列實(shí)施例中所采用的化學(xué)藥品皆為市售化學(xué)品。
[0024]實(shí)施例1 一種摻雜稀土元素銪的4Zn0.B2O3.H2O: Eu3+型硼酸鋅的制備方法
[0025]方法如下:
[0026]I)稱(chēng)取0.5626g硫酸鋅溶于3.0mL去離子水中。
[0027]2)稱(chēng)取0.4084g硼酸溶于5.0mL去離子水。
[0028]3)稱(chēng)取0.0018g氧化銪溶于2.0mL硝酸中。Eu3+與Zn 2+的摩爾比為0.5%。
[0029]4)將上述三種溶液混合并調(diào)制成懸濁液。將所得懸濁液轉(zhuǎn)移至密閉的水熱合成反應(yīng)釜中，于100°C反應(yīng)72小時(shí)，取出反應(yīng)釜冷卻至室溫，過(guò)濾出反應(yīng)產(chǎn)物，洗滌，烘干，得摻雜稀土元素銪的4Zn0.B2O3.H2O: Eu3+型硼酸鋅。
[0030]根據(jù)發(fā)射光譜計(jì)算得到的色度坐標(biāo)為(0.6483，0.2514)，所得化合物為單色性好的紅色熒光粉。
[0031]實(shí)施例2 —種摻雜稀土元素銪的4Zn0.B2O3.H2O: Eu3+型硼酸鋅的制備方法
[0032]方法如下:
[0033]I)稱(chēng)取0.5541g硫酸鋅溶于3.0mL去離子水中。
[0034]2)稱(chēng)取0.4083g硼酸溶于5.0mL去離子水。
[0035]3)稱(chēng)取0.0084g氧化銪溶于2.0mL硝酸中。Eu3+與Zn2+的摩爾比為2.5%。
[0036]4)將上述三種溶液混合并調(diào)制成懸濁液。將所得懸濁液轉(zhuǎn)移至密閉的水熱合成反應(yīng)釜中，于150°C反應(yīng)72小時(shí)，取出反應(yīng)釜冷卻至室溫，過(guò)濾出反應(yīng)產(chǎn)物，洗滌，烘干，得摻雜稀土元素銪的4Zn0.B2O3.H2O: Eu3+型硼酸鋅。
[0037]根據(jù)發(fā)射光譜計(jì)算得到的色度坐標(biāo)為(0.6448，0.3549)，所得化合物為單色性好的紅色熒光粉。
[0038]實(shí)施例3 —種摻雜稀土元素銪的4Zn0.B2O3.H2O: Eu3+型硼酸鋅的制備方法
[0039]方法如下:
[0040]I)稱(chēng)取0.5469g硝酸鋅溶于3.0mL去離子水中。
[0041]2)稱(chēng)取0.4083g硼酸溶于5.0mL去離子水。
[0042]3)稱(chēng)取0.0120g硝酸銪溶于2.0mL去離子水中。Eu3+與Zn 2+的摩爾比為4.5%。
[0043]4)將上述三種溶液混合并調(diào)制成懸濁液。將所得懸濁液轉(zhuǎn)移至密閉的水熱合成反應(yīng)釜中，于180°C反應(yīng)72小時(shí)，取出反應(yīng)釜冷卻至室溫，過(guò)濾出反應(yīng)產(chǎn)物，洗滌，烘干，得摻雜稀土元素銪的4Zn0.B2O3.H2O: Eu3+型硼酸鋅。
[0044]根據(jù)發(fā)射光譜計(jì)算得到的色度坐標(biāo)為(0.6449，0.3548)，所得化合物為單色性好的紅色熒光粉。
[0045]實(shí)施例4 一種摻雜稀土元素銪的4Zn0.B2O3.H2O: Eu3+型硼酸鋅的制備方法
[0046]方法如下:
[0047]I)稱(chēng)取0.5240g硝酸鋅溶于3.0mL去離子水中。
[0048]2)稱(chēng)取0.4087g硼酸溶于5.0mL去離子水。
[0049]3)稱(chēng)取0.0206g氧化銪溶于2.0mL硝酸中。Eu3+與Zn2+的摩爾比為6.5%。
[0050]4)將上述三種溶液混合并調(diào)制成懸濁液。將所得懸濁液轉(zhuǎn)移至密閉的水熱合成反應(yīng)釜中，于180°C反應(yīng)72小時(shí)，取出反應(yīng)釜冷卻至室溫，過(guò)濾出反應(yīng)產(chǎn)物，洗滌，烘干，得摻雜稀土元素銪的4Zn0.B2O3.H2O: Eu3+型硼酸鋅。
[0051]根據(jù)發(fā)射光譜計(jì)算得到的色度坐標(biāo)為(0.6464，0.3533)，所得化合物單色性好，發(fā)光強(qiáng)度好的紅色熒光粉。
[0052]實(shí)施例5 —種摻雜稀土元素銪的4Zn0.B2O3.H2O: Eu3+型硼酸鋅的制備方法
[0053]方法如下:
[0054]I)稱(chēng)取0.5178g硝酸鋅溶于3.0mL去離子水中。
[0055]2)稱(chēng)取0.4084g硼酸溶于5.0mL去離子水。
[0056]3)稱(chēng)取0.0235g氧化銪溶于2.0mL硝酸中。Eu3+與Zn2+的摩爾比為7.5%。
[0057]4)將上述三種溶液混合并調(diào)制成懸濁液。將所得懸濁液轉(zhuǎn)移至密閉的水熱合成反應(yīng)釜中，于180°C反應(yīng)72小時(shí)，取出反應(yīng)釜冷卻至室溫，過(guò)濾出反應(yīng)產(chǎn)物，洗滌，烘干，得摻雜稀土元素銪的4Zn0.B2O3.H2O: Eu3+型硼酸鋅。
[0058]根據(jù)發(fā)射光譜計(jì)算得到的色度坐標(biāo)為(0.6455，0.3542)，所得化合物為單色性好，發(fā)光強(qiáng)度好的紅色熒光粉。
[0059]實(shí)施例6 —種摻雜稀土元素銪的4Zn0.B2O3.H2O: Eu3+型硼酸鋅的制備方法
[0060]方法如下:
[0061]I)稱(chēng)取0.5105g硝酸鋅溶于3.0mL去離子水中。
[0062]2)稱(chēng)取0.4083g硼酸溶于5.0mL去離子水。
[0063]3)稱(chēng)取0.0264g硝酸銪溶于2.0mL去離子水中。Eu3+與Zn 2+的摩爾比為8.5%。
[0064]4)將上述三種溶液混合并調(diào)制成懸濁液。將所得懸濁液轉(zhuǎn)移至密閉的水熱合成反應(yīng)釜中，于180°C反應(yīng)72小時(shí)，取出反應(yīng)釜冷卻至室溫，過(guò)濾出反應(yīng)產(chǎn)物，洗滌，烘干，得摻雜稀土元素銪的4Zn0.B2O3.H2O: Eu3+型硼酸鋅。
[0065]根據(jù)發(fā)射光譜計(jì)算得到的色度坐標(biāo)為(0.6426，0.3542)，所得化合物為單色性好，發(fā)光強(qiáng)度好的紅色熒光粉。
[0066]實(shí)施例7 —種摻雜稀土元素鋱的4Zn0.B2O3.H2O:Tb3+型硼酸鋅的制備方法
[0067]方法如下:
[0068]I)稱(chēng)取0.5459g硫酸鋅溶于3.0mL去離子水中。
[0069]2)稱(chēng)取0.4078g硼砂溶于5.0mL去離子水。
[0070]3)稱(chēng)取0.0019g氧化鋱溶于2.0mL硝酸中。Tb3+與Zn2+的摩爾比為0.5%。
[0071]4)將上述三種溶液混合并調(diào)制成懸濁液。將所得懸濁液轉(zhuǎn)移至密閉的水熱合成反應(yīng)釜中，于100°C反應(yīng)72小時(shí)，取出反應(yīng)釜冷卻至室溫，過(guò)濾出反應(yīng)產(chǎn)物，洗滌，烘干，得摻雜稀土元素鋱的4Zn0.B2O3.H2O:Tb3+型硼酸鋅