一种Fe3+激活荧光材料及其制造方法与流程

本发明属于荧光材料技术领域，具体涉及一种新型Fe³⁺离子激活荧光材料及其制备方法。

背景技术：

CdAl₂O₄ R-3 (148)是一种新型铝酸盐荧光材料基质。Fe³⁺离子是一种公认的荧光熄灭剂，少量的Fe元素即会严重影响荧光材料的发光性能。而要Fe³⁺离子发光则十分困难，目前实验研究发现的Fe³⁺激活荧光材料屈指可数。

Abhijit P. Jadhav发现并制备了Fe³⁺离子激活的LiAl₅O₈红色纳米荧光材料，可以在453 nm激发下发射675 nm的红色荧光。

I.N. Ogorodnikov发现Fe³⁺离子在K₂Al₂B₂O₇中发射位于1.675eV(740 nm)的红色荧光。

较少的实验数据严重限制了对Fe³⁺离子荧光性质的研究。我们发现将Fe元素引入CdAl₂O₄中可以得到Fe³⁺发光中心并且发射较强的红色荧光，有望成为LED用红色荧光材料，同时有利于进一步研究Fe³⁺激活荧光材料的荧光性质。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种空气气氛下通过高温固相法制备Fe³⁺离子激活荧光材料及其制造方法，制备工艺简单，在保证制备纯度的同时保证材料的荧光性能。

一种新型Fe³⁺离子激活荧光材料，其特征为由下列通式：CdAl_2-2xO₄:xFe³⁺组成的荧光材料，

本发明的空气气氛下合成Fe³⁺激活荧光材料采用以下技术方案：

所述空气气氛下合成Fe³⁺激活荧光材料包括如下组分：氧化镉、三氧化二铝以及三氧化二铁、硝酸铁等铁源。

本发明所述的荧光材料，其特征为在空气气氛下通过高温固相法即可制备Fe³⁺离子激活荧光材料。

本发明所述的荧光材料，其特征为在紫外光如278 nm激发下，发射可见光谱为710 nm的深红色荧光。

本发明所述的荧光材料，其特征为可以用通式CdAl_2-2xO₄:xFe³⁺表示，其中0<x≤0.10。

本发明所述的荧光材料，其特征为以R-3结构的CdAl₂O₄为基质材料，采用高温固相法在空气气氛下合成Fe³⁺离子激活荧光材料。

本发明与现有技术对比的有益效果是：实现了空气气氛下高温固相法制备Fe³⁺离子激活荧光材料的新途径。

附图说明

图1为本发明样品XRD结果图。

图2为本发明荧光材料样品激发和发射图谱。

具体实施方式

实施例1：分别称取一定质量的CdO (2.5425 g)、Al₂O₃ (1.0196 g)、Fe₂O₃(0.0160 g)于玛瑙球磨罐中，加入一定量的无水乙醇采用湿法研磨8h。球磨之后的样品倒入表面皿中于60℃下烘干4h，然后用玛瑙研钵研磨均匀。研磨之后的样品倒入刚玉坩埚中在高温管式炉中于空气气氛下采用2℃/min的升温速率升温至1000℃，然后采用1℃/min的升温速率升温至1200℃并在1200℃下保温2h。然后自然冷却至室温取出研细得到所需的Fe³⁺离子激活CdAl₂O₄荧光材料样品。

实施例2：分别称取一定质量的CdO (2.5554 g)、Al₂O₃ (1.0196 g)、Fe₂O₃(0.0080 g)于玛瑙球磨罐中，加入一定量的无水乙醇采用湿法研磨8h。球磨之后的样品倒入表面皿中于60℃下烘干4h，然后用玛瑙研钵研磨均匀。研磨之后的样品倒入刚玉坩埚中在高温管式炉中于空气气氛下采用2℃/min的升温速率升温至1000℃，然后采用1℃/min的升温速率升温至1200℃并在1200℃下保温2h。然后自然冷却至室温取出研细得到所需的Fe³⁺离子激活CdAl₂O₄荧光材料样品。

实施例3：分别称取一定质量的CdO (2.5425 g)、Al₂O₃ (1.0196 g)、Fe(NO₃)₃•9H₂O (0.0808 g)于玛瑙球磨罐中，加入一定量的无水乙醇采用湿法研磨8h。球磨之后的样品倒入表面皿中于60℃下烘干4h，然后用玛瑙研钵研磨均匀。研磨之后的样品倒入刚玉坩埚中在高温管式炉中于空气气氛下采用2℃/min的升温速率升温至1000℃，然后采用1℃/min的升温速率升温至1200℃并在1200℃下保温2h。然后自然冷却至室温取出研细得到所需的Fe³⁺离子激活CdAl₂O₄荧光材料样品。

实施例4：分别称取一定质量的CdO (2.5596 g)、Al₂O₃ (1.0196 g)、Fe₂O₃(0.0053 g)于玛瑙球磨罐中，加入一定量的无水乙醇采用湿法研磨4h。球磨之后的样品倒入表面皿中于60℃下烘干4h，然后用玛瑙研钵研磨均匀。研磨之后的样品倒入刚玉坩埚中在高温管式炉中于空气气氛下采用4℃/min的升温速率升温至1000℃，然后采用2℃/min的升温速率升温至1200℃并在1200℃下保温2h。然后自然冷却至室温取出研细得到所需的Fe³⁺离子激活CdAl₂O₄荧光材料样品。