为发光中心的钛酸镧红色荧光材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种Sm3+为发光中心的钛酸镧红色荧光 材料及其制备方法和用途。
【背景技术】
[0002] 钛酸稀土盐种类繁多，由于其优秀的介电、压电、铁电等性能，被作为新型的电子 陶瓷材料广泛应用于滤波器、电容器等。其中具有烧绿石结构的钛酸镧具有很好的电学、光 学性能和催化性能，可用来调节钛酸镁陶瓷的介电常数，且已被广泛作为高温使用的高频 电容器材料，还可用于制作微波介质谐振器振子，微波集成电路基片等。
[0003] 在烧绿石结构的稀土钛酸盐中，Ti4+离子与02_离子五配位，形成四角锥结构。三 价稀土离子7个相连，形成不规则多面体。各种阳离子多面体通过共用多面体顶点氧原 子或共用多面体棱边氧原子构筑整个晶体框架。这一结构特点包括：Ti4+离子五配位，这是 La-Ti-0三元体系中配位数最少的一种形式。La3+离子所处格点为七配位，在局部没有对称 中心，因此使得f-f的电偶极跃迀具有一定的可能性。
[0004]Sm3+离子在很多领域有重要应用，例如具有高密度储能，温度传感，水下通讯，各种 固体激光照明等。一般Sm3+离子在紫外光激发下的荧光发射为红黄色，这是由于在很多基 质中Sm3+离子从激发态4G5/2向基态6H7/2的电子跃迀比其它跃迀更强引起的。
[0005]目前，红色荧光粉体由于自身转换效率低、亮度不高、色纯度差等缺陷导致的混合 光显色性差、量子效率低等问题，长期以来未得到很好的解决。因此，探索新型无机稀土红 色荧光材料是当前研宄的重要方向，而选择合适的基质材料被认为是最有效的解决途径。
【发明内容】
[0006] 本发明的实施例提供一种Sm3+为发光中心的钛酸镧红色荧光材料及其制备方法， 针对现阶段基体材料的不足，提供一种转换效率高的新型荧光基体材料，同时提供一种该 荧光材料的制备方法，以得到纯度高、亮度大、组分均匀、制备简易且组分分散的荧光材料。
[0007] 为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
[0008] -种Sm3+为发光中心的钛酸镧红色焚光材料，所述红色焚光材料的
[0009] 化学分子式为：SmxLa2_xTi05，其中x的取值范围为0. 02 <x< 0. 1。
[0010] 一种Sm3+为发光中心的钛酸镧红色荧光材料的制备方法，包括以下步骤：
[0011] (1)按照本发明所述的红色荧光材料的化学分子式的化学计量比称取2_〇1的镧 的可溶性盐、钐的可溶性盐溶解于30-50ml蒸馏水中，得到溶液A;
[0012] (2)称取lmmol的钛酸四丁醋，溶解于30-50ml溶剂中，滴加6mmol硝酸，得到溶液 B；
[0013] (3)待溶液A和溶液B混合均匀后，将溶液B缓慢倒入溶液A中，搅拌，得到前躯体 溶胶C;
[0014] (4)将前躯体溶胶C放入恒温水浴或油浴中，处理成前躯体凝胶；
[0015] (5)最后将所述前驱体凝胶置于刚玉坩埚内，在马弗炉中煅烧，得到红色荧光粉 体。
[0016] 优选地，步骤（1)中所述镧的可溶性盐为硝酸盐、碳酸盐、醋酸盐中的一种或几 种。
[0017] 优选地，步骤（1)中所述钐的可溶性盐为硝酸盐、碳酸盐、醋酸盐中的一种或几 种。
[0018] 优选地，La3+:Ti4+的摩尔比为2 : 1。
[0019] 优选地，步骤（2)中所述的溶剂包括甲醇、乙醇、丁醇、丙酮、丁酮中的一种或几种 混合物。
[0020] 优选地，步骤（3)中将溶液B缓慢倒入溶液A中，搅拌条件为磁力搅拌或机械搅 拌，搅拌时间为l_2h。
[0021] 优选地，步骤（4)中将前躯体溶胶C放入恒温水浴或油浴的反应温度为50-90°C， 反应时间为6-12h。
[0022] 优选地，步骤（5)中在马弗炉中煅烧的温度为900-1200°C，时间为3_6h。
[0023] 一种上述的Sm3+为发光中心的钛酸镧红色荧光材料的应用，所述红色荧光材料用 于光致发光。
[0024] 上述技术方案提供的Sm3+为发光中心的钛酸镧红色荧光材料及其制备方法， 化学分子式为：SmxLa2_xTi05，其中x的取值范围为0. 02 <x< 0. 1。稀土Sm3+离子由于 4G5/2-%(J= 5/2,7/2,9/2，11/2)跃迀而被广泛用作红光发射的激活剂，它也能用来检测 离子周围结构对称性。本申请所
[0025]制备的La2Ti05 :Sm3+粉体在278nm激发条件下的发射光谱，三个主要的发射峰 (560nm，608nm，651nm)分别归属为 4G5/2- 6H5/2,4G5/2- 6H7/2,4G5/2- 6H9/2。其中最强峰为 608nm的发射峰，是一种强烈的黄光。三个主要发射峰中，4G5/2- 6H7/2的跃迀满足选率AJ =± 1，不仅是磁偶极跃迀允许，也是电偶极跃迀允许的，其它的都是电偶极跃迀允许。通常 磁偶极跃迀与电偶极跃迀强度的比值越大，说明稀土离子所处环境对称性越高。
[0026] 本申请所述粉体中Sm3+离子所处位置对称性较低。不同Sm3+离子掺杂浓度对发 射峰的位置没有明显影响。其发射峰的强度随X值的增加先增加后减小，当x的值为0. 03 时，荧光粉具有最强的发光性能。本发明针对现有红色荧光材料在制备和实际应用中存在 的问题，针对现阶段基体材料的不足，提供一种转换效率高的新型荧光基体材料，同时提供 一种该荧光材料的制备方法，以得到纯度高、亮度大、组分均匀、制备简易且组分分散的荧 光材料。
【附图说明】
[0027] 图1为所述钐掺杂量不同时荧光粉末的XRD图谱；
[0028] 图2为所述钐掺杂量不同时荧光粉末20° <20 <30°的XRD图谱；
[0029] 图3为所述实施例5所述钐掺杂含量为3%的色谱图；
[0030] 图4为所述实施例6不同钐掺杂含量在278nm的发射光谱；
[0031] 图5为所述实施例7不同钐掺杂含量在611nm波长的激发光谱。
【具体实施方式】
[0032] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033] 实施例1、
[0034] 一种Sm3+为发光中心的钛酸镧红色荧光材料制备方法，包含以下步骤：称取 1. 98mmol醋酸镧（La(CH3C00)3，A.R.)，0? 02mmol醋酸钐（Sm(CH3C00)3，A.R.)溶解于适量蒸 馏水中，称取lmmol的钛酸四丁酯（C16H3604Ti，A.R.)，溶解于30ml甲醇中，滴加lOmmol硝 酸（HN03,A.R.)，磁力搅拌lh，放入80°C的油浴中8h左右，得到胶状沉淀即前躯体溶胶C。
[0035] 将前躯体溶胶C取出置于刚玉坩埚中，在马弗炉中1KKTC下煅烧4h得到所需钛酸 镧红色荧光粉体。
[0036] 实施例2、
[0037] -种Sm3+为发光中心的钛酸镧红色荧光材料制备方法，包含以下步骤：称取 1. 94mmol醋酸镧（La(CH3C00)3，A.R.)，0? 06mmol醋酸钐（Sm(CH3C00)3，A.R.)溶解于适量蒸 馏水中，称取lmmol的钛酸四丁酯（C16H3604Ti，A.R.)，溶解于50ml乙醇中，滴加lOmmol硝酸 (HN03,A.R.)，机械搅拌1. 5h，放入60°C的水浴中10h左右，得到胶状沉淀即前躯体溶胶C。 将前躯体溶胶C取出置于刚玉坩埚中，在马弗炉中1KKTC下煅烧4h得到所需荧光粉体。
[0038] 实施例3、
[0039] 一种Sm3+为发光中心的钛酸镧红色荧光材料制备方法：包含以下步骤：称取 1. 9mmol硝酸镧（La(CH3C00)3，A.R.)，0?lmmol硝酸钐（Sm(CH3C00)3，A.R.)溶解于适量蒸馏 水中，称取lmmol的钛酸四丁酯（C16H3604Ti，A.R.)，溶解于50ml丁醇中，滴加lOm