一种多色发光材料及其制备方法

本发明属于稀土发光领域，涉及一种多色发光材料及其制备方法。

背景技术：

1、(tb1-xeux)2o(co3)2·h2o是一种高效发光材料，主要是因为tb3+和eu3+作为发光主体，为完全掺杂，二者在材料体中的掺杂浓度可以大比例互换，发光强度较高。在稀土元素中，tb3+和eu3+作为稀土家族中的元素可以被其它部分稀土离子替代，但不同稀土离子间的属性不同，制备的工艺方法各异，掺杂量和发光强度受制备工艺条件影响很大。在现有公开报道中，若tb3+的位置被la3+、gd3+和y3+完全替代，该类型材料可作为发光基质；若tb3+的位置被gd3+部分替代，则tb3+的最大有效含量可达到17％。当tb3+含量进一步增大时，材料发生浓度猝灭现象；若tb3+的位置被gd3+和sm3+(或dy3+)完全替代，则sm3+(或dy3+)的最大有效掺杂量为仅2％(或1％)。由此可见，掺杂离子的种类和制备方法严重约束着材料中发光离子的浓度，不同离子的属性完全不同，从而导致材料的发光强度不高，不能很好地用于照明、防伪、传感等领域。

2、在现有技术手段中，制备该类材料的技术路线主要有：

3、1、采用eucl3和特定的有机原材料(六亚甲基四胺、硫脲)，或在表面活性剂和正丁醇溶剂存在的条件下，发生水解反应，生成产物eu2o(co3)2·h2o，目前尚未发现其它制备手段可直接用于生成eu2o(co3)2·h2o。

4、2、采用k2co3和tb(no3)3作为反应物，在200℃ph等于7的特定条件下保温12h，得到产物tb2o(co3)2·h2o；当ph值改变后，则会生成tb2o(co3)2·h2o和ktb(co3)2两相混合物；当反应温度和反应时长变化时，还可得到ktb(co3)2。因此，采用碳酸钾作为原料时，只有在ph为7200℃下保温12h的严格条件下，才能制备出单相的tb2o(co3)2·h2o，制备条件要求严格。

5、可见，要生成tb2o(co3)2和eu2o(co3)2结构类型的荧光材料，只有采用特定碳酸钾、六亚甲基四胺和硫脲原材料，在特殊的反应条件下，才能合成具有荧光效应的发光材料，反应条件比较苛刻，细微的条件变化就会改变反应方向(例如技术路线2中的温度、ph和反应时长等条件)，从而得到不同的产物。因此，开发一种化学反应少、制备条件宽泛的新型制备方法显得尤为重要。

技术实现思路

1、为解决现有制备工艺严苛的技术难题，本发明提供一种可在相对宽泛的条件下制备(tb1-xeux)2o(co3)2·h2o多色发光材料的方法。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、一种多色发光材料，该多色发光材料的化学通式：(tb1-xeux)2o(co3)2·h2o，其中0≤x≤1。所述的多色发光材料不同于其它基质材料，该材料既可以作为发光材料直接发射荧光，也可以作为发光基质实现多色发光。

4、所述的多色发光材料的制备方法如下：

5、首先，按所述的化学通式，称取阳离子总量为1mmol的硝酸铽和硝酸铕，溶于去离子水，得硝酸盐混合溶液；

6、并按所述的化学通式，取0.106～1.272g的碳酸钠，溶解在去离子水中，缓慢搅拌至溶解，得碳酸钠溶液；

7、然后，在碳酸钠溶液剧烈搅拌的状态下，将硝酸盐混合溶液逐滴加入，待硝酸盐溶液滴定完成，立即用稀硝酸和naoh溶液调节溶液的ph值至8～10.5，并在搅拌结束前，用去离子水定容混合溶液于30ml，确保水热反应釜中液体的填充度为60％；

8、最后，将搅拌好的溶液转移到水热反应釜中，按照5～10℃/min的升温速度，在180～200℃的温度下保温360～480min，待反应完成后，清洗，50～90℃烘干，得目标产物。

9、本发明通过改善制备工艺，选择碳酸钠作为反应原材料，可以在相对宽泛的实验条件下合成tb和eu混掺的(tb1-xeux)2o(co3)2·h2o多色发光材料，相对于现有技术，具有以下优点：

10、1、该方法只需要选用碳酸钠作为反应原料，不需要添加额外的试剂，即可合成tb和eu混掺的(tb1-xeux)2o(co3)2·h2o。

11、2、反应原料碳酸钠用量的变化范围可以很大，适用于粗犷型的工业生产。

12、3、化学反应对反应温度和反应时长要求低，不需要对反应过程精确控制。

13、4、由于tb和eu之间存在能量传递，tb和eu的吸收共同用于eu的发射，因此，eu掺杂的(tb1-xeux)2o(co3)2·h2o具备更高的发射效率。

技术特征：

1.一种多色发光材料，其特征在于，该多色发光材料的化学通式为(tb1-xeux)2o(co3)2·h2o，其中0≤x≤1。

2.如权利要求1所述的一种多色发光材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

3.如权利要求2所述的一种多色发光材料的制备方法，其特征在于：所述碳酸钠的用量与金属阳离子间的摩尔比为1～12。

4.如权利要求2所述的一种多色发光材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤s4中，ph值定标范围为8～10.5。

5.如权利要求2所述的一种多色发光材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤s4中，用去离子水定容混合溶液于30ml，确保水热反应釜中液体的填充度为60％。

技术总结
本发明属于稀土多色发光领域，涉及一种多色发光材料(Tb<subgt;1‑x</subgt;Eu<subgt;x</subgt;)<subgt;2</subgt;O(CO<subgt;3</subgt;)<subgt;2</subgt;·H<subgt;2</subgt;O(0≤x≤1)的制备方法，通过调节Eu离子在(Tb<subgt;1‑x</subgt;Eu<subgt;x</subgt;)<subgt;2</subgt;O(CO<subgt;3</subgt;)<subgt;2</subgt;·H<subgt;2</subgt;O里的比例，可以任意调节光谱中的红光和绿光比例，实现荧光粉的多色发光。本发明通过改善制备工艺，选择碳酸钠作为反应原材料，可以在相对宽泛的实验条件下合成Tb和Eu混掺的(Tb<subgt;1‑x</subgt;Eu<subgt;x</subgt;)<subgt;2</subgt;O(CO<subgt;3</subgt;)<subgt;2</subgt;·H<subgt;2</subgt;O多色发光材料，减少材料对严苛反应条件的依赖，提高稀土离子的掺杂量，从而简化制备方法，便于大规模工业化生成，可用于装饰、防伪、照明等领域。

技术研发人员：马清峰,徐军海,段一诺,晏雨坤,李素文,陈得宝,方振国,李德川
受保护的技术使用者：淮北师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22