一种空气中合成Mn2+激活荧光材料及其制造方法与流程

本发明涉及属于荧光材料技术领域，尤其涉及一种空气中合成Mn2+激活荧光材料及其制造方法。

背景技术：

高温固相法是制备荧光材料的常用方法。为了得到低价态发光中心通常在烧结过程中引入氢气。这样不但提高了成本而且整个制备过程存在一定的危险性。此外对于一些较容易被还原的Cd、W、Mo、V、Ti等元素存在时，往往会限制氢气的使用。例如在CdAl₂O₄中由于Cd元素在氢气气氛下会被还原即CdAl₂O₄只能在空气气氛下合成，因此CdAl₂O₄中掺杂Mn元素得到Mn²⁺发光中心较为困难。因此通过高温固相法在空气气氛下制备低价态离子掺杂荧光材料具有十分重大的研究意义。

CdAl₂O₄ R-3 (148)是一种新型铝酸盐荧光材料，不同于CdAl₂O₄ Fd-3m (227)。我们发现在空气气氛下利用高温固相法将Mn元素引入具有R-3结构的CdAl₂O₄中得到的荧光材料具有典型的Mn²⁺离子光谱性质。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种空气中合成Mn2+激活荧光材料及其制造方法，可以避免使用H₂等还原气氛，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。

一种空气中合成Mn2+激活荧光材料，其特征为由下列通式：Cd_1-xAl₂O₄:yMn²⁺组成的荧光材料。

本发明的空气气氛下合成Mn²⁺激活荧光材料采用以下技术方案：

所述空气气氛下合成Mn²⁺激活荧光材料包括如下组分：氧化镉、三氧化二铝以及二氧化锰、碳酸锰、乙酸锰等锰源。

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Mn²⁺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250 nm激发下，发射可见光谱为495 nm的蓝绿光。

本发明所述的荧光材料，其特征为可以用通式Cd_1-xAl₂O₄:yMn²⁺表示，其中-0.10≤x≤0.10，0<y≤0.05。

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Mn²⁺离子激活荧光材料。

本发明与现有技术对比的有益效果是：实现了空气气氛下制备Mn²⁺离子激活荧光材料的新途径。

附图说明

图1为本发明实施例4所提供的Mn²⁺离子激活荧光材料为例进行材料多晶样品衍射分析图。

图2为本发明实施例4和实施例3所提供的Mn²⁺离子激活荧光材料为例的激发和发射光谱图。

具体实施方式

下面将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。

实施例1：分别称取一定质量的CdO (2.5682 g)、Al₂O₃ (1.0196 g)、MnO₂ (0.0174 g)于玛瑙球磨罐中，加入无水乙醇浸没样品采用湿法研磨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Mn²⁺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 (2.5682 g)、Al₂O₃ (1.0196 g)、MnO₂ (0.0087 g)于玛瑙球磨罐中，加入无水乙醇浸没样品采用湿法研磨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Mn²⁺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 (2.5682 g)、Al₂O₃ (1.0196 g)、MnCO₃(0.0230 g)于玛瑙球磨罐中，加入无水乙醇浸没样品采用湿法研磨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Mn²⁺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 (2.5682 g)、Al₂O₃ (1.0196 g)、MnO₂(0.0261 g)于玛瑙球磨罐中，加入无水乙醇浸没样品采用湿法研磨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Mn²⁺离子激活CdAl₂O₄荧光材料样品。

选取实施例4所获得的Mn²⁺离子激活CdAl₂O₄荧光材料样品进行分析检测，如图1、图2以及空气气氛下制备Mn²⁺激活荧光材料结构信息表所示，表明本发明在空气气氛下制备Mn²⁺离子激活荧光材料和制备方法是可行的，可以避免使用H₂等还原气氛，而且本发明制备工艺简单，在保证制备纯度的同时保证材料的荧光性能。

空气气氛下制备Mn²⁺激活荧光材料结构信息表。