[0031] 稀土离子具有丰富的能级,当受到激发光照射时,电子会在不同能级间产生跃迁,n从而可以产生色彩种类丰富的发射光。电子的能级跃迁分为两类:一类是4f组态内能级之间的跃迁,另一类是4fn能级和其他组态内能级之间的跃迁。从目前的研究来看,铕离子因其具有丰富的能级,较容易被激发,发射出红色光线,是一种理想的红色荧光粉激活剂。其中Eu3+的发光为4fn组态内跃迁,具备色纯度较高、荧光寿命长、温度淬灭小、谱线丰富等优
3+
点,将Eu 掺杂到合适的基质中,可以制造出优质高效,稳定实用的荧光粉。而铌酸盐正是其中的一种优良基质,这种物质拥有独特的层状结构和适合的能隙,可以吸收较广范围波长的光。
[0032] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0033] 实施例1:
[0034] 按化学式Ba2.997Eu0.003SnNb4O15中Ba、Eu、Sn元素的化学计量比,分别称取硝酸钡 Ba(NO3)2:1.567克,氧化铕Eu2O3:0.001克,硝酸锡Sn(NO3)4:0.733克,加入10毫升蒸馏水,加入稀硝酸溶液,不断搅拌直至溶解,得到A溶液;称取氢氧化铌Nb(OH)5:1.775 克,再加入柠檬酸:5.043克,加入蒸馏水不断搅拌,直至完全溶解,得到B溶液;将得到的A溶液逐滴加入到B溶液中,并在60℃的水浴环境下不断搅拌,直至溶液变得粘稠,最后形成粘稠状的胶体;将得到的胶体置于烘箱中,温度为80℃,时间为12小时,陈化并烘干;将前驱体置于马弗炉中,温度为350℃,在空气气氛中煅烧,烧结时间为5小时,然后快速升温至1000℃,煅烧时间为6小时。自然冷却后,研磨均匀即得到一种Eu3+掺杂的铌酸盐基红色发光材料。
[0035] 如图1所示,它是按本实施例技术方案所制备样品的X射线粉末衍射图谱,XRD测试3+
结果显示,所制备的Eu 掺杂的铌酸盐基Ba2.997Eu0.003SnNb4O15为单相材料,结晶度较好;
[0036] 如图2所示,它是按本实施例技术方案所制备样品的SEM(扫描电子显微镜)图谱,可以看出该物质颗粒呈圆片状,层次分布明显,直径为0.1~0.5微米;
[0037] 如图3所示,它是按本实施例技术方案所制备样品在613纳米波长监控下的激发光谱图,可以看出,制备的样品激发光谱范围较宽,且在460纳米处有较强的吸收;
[0038] 如图4所示,它是按本实施例技术方案所制备样品在460纳米波长激发下的发光光谱图,可以看出发射光波长在613纳米左右;
[0039] 如图5所示,它是按本实施例技术方案所制备样品的发光衰减曲线,衰减时间为1.022 毫秒。
[0040] 实施例2:
[0041] 按化学式Ba2.7Eu0.3SnNb4O15中Ba、Eu、Sn元素的化学计量比,分别称取硝酸钡 Ba(NO3)2:1.411克,氧化铕Eu2O3:0.106克,硝酸锡Sn(NO3)4:0.733克,加入10毫升蒸馏水中,加入稀硝酸溶液,不断搅拌直至溶解,得到A溶液;称取氢氧化铌Nb(OH)5:1.775 克,再加入柠檬酸:5.043克,加入蒸馏水不断搅拌至完全溶解,得到B溶液;将得到的A 溶液逐滴加入到B溶液中,并在60℃的水浴环境下不断搅拌,直至溶液变得粘稠,最后形成粘稠状的胶体;将得到的胶体置于烘箱中,温度为150℃,时间为12小时,陈化并烘干;将前驱体置于马弗炉中,温度为550℃,在空气气氛中煅烧,烧结时间为2小时,然后快速升温至1200℃,煅烧时间为1小时。自然冷却后,研磨均匀即可得到一种Eu3+掺杂的铌酸盐基红色发光材料。
[0042] 其主要的X射线粉末衍射图、结构形貌、激发光谱、发射光谱和衰减曲线都与实施例 1相似。
[0043] 实施例3:
[0044] 按化学式Ba2.991Eu0.009SnNb4O15中Ba、Eu、Sn元素的化学计量比,分别称取碳酸钡 BaCO3:1.180克,氧化铕Eu2O3:0.003克,硝酸锡Sn(NO3)4:0.733克,加入10毫升蒸馏水中,加入稀硝酸溶液,不断搅拌直至溶解,得到A溶液;称取氢氧化铌Nb(OH)5:1.775 克,再加入柠檬酸:5.043克,加入蒸馏水然后不断搅拌,直至完全溶解,得到B溶液;将得到的A溶液逐滴加入到B溶液中,并在60℃的水浴环境下不断搅拌,直至溶液变得粘稠,最后形成粘稠状的胶体;将得到的胶体置于烘箱中,温度为70℃,时间为12小时,陈化并烘干;将前驱体置于马弗炉中,温度为400℃,在空气气氛中煅烧,烧结时间为3小时,然后快速升温至1100℃,煅烧时间为3小时。自然冷却后,研磨均匀即可得到一种Eu3+掺杂的铌酸盐基红色发光材料。
[0045] 其主要的X射线粉末衍射图、结构形貌、激发光谱、发射光谱和衰减曲线都与实施例 1相似。
[0046] 实施例4:
[0047] 按化学式Ba2.985Eu0.015SnNb4O15中Ba、Eu、Sn元素的化学计量比,分别称取碳酸钡 BaCO3:1.178克,硝酸铕Eu(NO3)3·6H2O:0.013克,硝酸锡Sn(NO3)4:0.733克,加入10 毫升蒸馏水中,加入稀硝酸溶液,不断搅拌直至溶解,得到A溶液;称取草酸铌铵 (NH4)3[NbO(C2O4)3]:2.424克,再加入草酸:2.161克,加入蒸馏水,不断搅拌直至完全溶解,得到B溶液;将得到的A溶液逐滴加入到B溶液中,并在60℃的水浴环境下不断搅拌,直至溶液变得粘稠,最后形成粘稠状的胶体;将上述得到的胶体置于烘箱中,温度为90℃,时间为12小时,陈化并烘干;将前驱体置于马弗炉中,温度为450℃,在空气气氛中煅烧,烧结时间为4小时,然后
3+
快速升温至1140℃,煅烧时间为2小时。自然冷却后,研磨均匀即可得到一种Eu 掺杂的铌酸盐基红色发光材料。
[0048] 如图6所示,它是按本实施例技术方案所制备样品的X射线粉末衍射图谱,XRD测试结果显示,所制备的铕离子掺杂的铌酸盐基Ba2.985Eu0.015SnNb4O15为单相材料,结晶度较好;
[0049] 如图7所示,它是按本实施例技术方案所制备样品的SEM(扫描电子显微镜)图谱,可以看出,该物质颗粒呈球形,直径为0.05~0.10微米,尺寸相近,分布均匀;
[0050] 如图8所示,它是按本实施例技术方案所制备的样品在613纳米波长监控下的激发光谱图,可以看出制备样品的激发光谱范围较宽,且在波长为460纳米处有较强吸收;
[0051] 如图9所示,它是按本实施例技术方案所制备样品在460纳米波长激发下的发光光谱图,可以看出发射光波长在613纳米左右;
[0052] 如图10所示,它是按本实施例技术方案所制备样品的发光衰减曲线,衰减时间为0..72 毫秒。
[0053] 实施例5:
[0054] 按化学式Ba2.979Eu0.021SnNb4O15中Ba、Eu、Sn元素的化学计量比,分别称取碳酸钡 BaCO3:1.176克,硝酸铕Eu(NO3)3·6H2O:0.019克,硝酸锡Sn(NO3)4:0.733克,加入10 毫升蒸馏水中,加入稀硝酸溶液,不断搅拌直至溶解,得到A溶液;称取草酸铌铵 (NH4)3[NbO(C2O4)3]:2.424克,再加入草酸:2.161克,加入蒸馏水,不断搅拌,直至完全溶解,得到B溶液;将得到的A溶液逐滴加入到B溶液中,并在60℃的水浴环境下不断搅拌,直至溶液变得粘稠,最后形成粘稠状的胶体;将得到的胶体置于烘箱中,温度为120℃,时间为12小时,陈化并烘干;将前驱体置于马弗炉中,温度为500℃,在空气气氛中煅烧,烧结时间为5小时,然后温度快速升至1180℃,煅烧时间为6小时。自然冷却后,研磨均匀即可得到一种Eu3+掺杂的铌酸盐基红色发光材料。
[0055] 其主要的X射线粉末衍射图、结构形貌、激发光谱、发射光谱和衰减曲线都与实施例 4相似。
[0056] 实施例6:
[0057] 按化学式Ba2.973Eu0.027SnNb4O15中Ba、Eu、Sn元素的化学计量比,分别称取硝酸钡 Ba(NO3)2:1.554克,硝酸铕Eu(NO3)3·6H2O:0.024克,硝酸锡Sn(NO3)4:0.733克,加入 10毫升蒸馏水中,加入稀硝酸溶液,不断搅拌直至溶解,得到A溶液;称取草酸铌铵 (NH4)3[NbO(C2O4)3]:2.424克,再加入草酸:2.161克,加入蒸馏水后不断搅拌,直至完全溶解,得到B溶液;将得到的A溶液逐滴加入到B溶液中,并在60℃的水浴环境下不断搅拌,直至溶液变得粘稠,最后形成粘稠状的胶体;将得到的胶体置于烘箱中,温度为130℃,时间为12小时,陈化并烘干;将前驱体置于马弗炉中,温度为550℃,在空气气氛中煅烧,烧结时间为3小时,然后温度快速升至1200℃,煅烧时间为5小时。自然冷却后,研磨均匀即可得到一种Eu3+掺杂的铌酸盐基红色发光材料。其主要的X射线粉末衍射图、结构形貌、激发光谱、发射光谱和衰减曲线都与实施例4相似。
[0058] 从以上实施例可以得出,由此发明方法所得出的Eu3+掺杂的铌酸盐基发光材料,结晶度较好,为单相材料,颗粒均匀,层次分布明显,并且发光率很高,可作为白光LED中的红色荧光粉,并且其制备原料易得,制备成本也得到了有效降低。