一種以CaIn₂O₄為基質的上轉換發光材料及其製備方法

2023-08-07 06:56:01

專利名稱：一種以CaIn2O4為基質的上轉換發光材料及其製備方法
技術領域：
本發明屬於物理學中的發光材料技術領域，具體涉及一種以CaIn2O4為基質的上轉換發光材料及其製備方法。
背景技術：
上轉換發光材料是一種在紅外光激發下發射可見光的材料,它在短波長固態雷射器，紅外雷射探測等器件中起了十分重要的作用，因此製備性能良好的上轉換發光材料有著十分重大的意義。
傳統的上轉換發光材料基本都是以氟化物或者氟氧化物作為基質，如ZL200710009067. I專利公開了稀土離子摻雜NaYF4為基質具光色可調性的上轉換螢光粉及其製備方法，其提供的上轉換螢光粉存在吸溼性強、化學穩定性差、機械強度差和不易製備的缺點，大大限制了其實際應用效果。其常用的製備方法為水熱法，如ZL200710144828. 4公開了 NaYF4為基質的紅色上轉換螢光粉的水熱法製備，其具有合成溫度低、產物純度高等優點，但其反應過程是在高壓下進行，而且合成成本較高，此種方法不易於大量生產。

發明內容
本發明目的在於提供一種穩定性高、發光性能好的稀土離子摻雜的以CaIn2O4為基質的新型上轉換發光材料。本發明所提供的發光材料的結構式為CaIn2x_y_z (YbxMyNz)O4,其中M為Er，Ho，Tm，Pr 或 Nd, N 為 Er，Ho，Tm，Pr 或 Nd，且M 與 N 不同；0 彡 X 彡 0. 3，0 彡 y 彡 0. 05，0 彡 z 彡 0. 05，且y和z不能同時為O。進一步地，所述發光材料的結構式為CaIn2_x_y(YbxEry)O4，其中0彡x彡0. 3,0
<y < 0. 05。進一步地，所述發光材料的結構式為CaIn2_x_y(YbxHoy)O4，其中0 < x < 0. 3,0
<y < 0. 05。進一步地，所述發光材料的結構式為CaIn2_x_y(YbxNdy)O4，其中0 < x < 0. 3,0
<y < 0. 05。進一步地,所述發光材料的結構式為CaIn2_x_y(YbxTmy)O4,其中0彡x彡0. 3,0
<y < 0. 05。進一步地，所述發光材料的結構式為CaIn2_x_y(YbxPiv)O4，其中0 < x < 0. 3,0
<y < 0. 05。進一步地,所述發光材料的結構式為CaIn2_x_y_z (YbxEryTmz) O4,其中0 < x彡0. 3,0 < y ^ 0. 05,0 < z ^ 0. 05。本發明的CaIn2O4基質的上轉換發光材料基質的聲子能低、物理和化學性質穩定。對於不同體系，通過調節配方(x，y，z值)可得到橘紅、綠、藍和白光幾種可見光發射。
上述配方的Caln2_x_y (YbxEry) O4體系的上轉換發光材料在980nm雷射的激發下可以產生507 530nm和530 580nm波段綠光發射和630 695nm波段紅光發射；Caln2_x_y (YbxHoy) O4體系的上轉換發光材料在980nm雷射的激發下可產生525 565nm波段強綠光發射和640 670nm波段弱紅光發射；
Caln2_x_y (YbxNdy) O4體系的上轉換發光材料在980nm雷射的激發下可產生525 565nm波段強綠光、470 495nm波段藍光區、595 610nm波段橘紅光區和645 665nm波段紅光區有弱光的發射；Caln2_x_y (YbxTmy) O4體系的上轉換發光材料在980nm及光激發下可產生455 51Onm波段強藍光和645 660nm弱紅光發射；Caln2_x_y_z (YbxEryTmz) 04/CaIn2_x_y (YbxPry) O4 體系的上轉換發光材料在 980nm 雷射激發下可產生紅、綠、藍三個波段的光；其中CaIn2_x_y(YbxPry)04產生465 520nm波段藍光、525 575nm波段綠光和610 670nm波段紅光，通過調整Er，Tm及Pr的濃度可獲得白色發光。本發明的另一目的在於提供上述發光材料的製備方法。所提供的製備方法如下採用高溫固相法製備上述發光材料的步驟如下步驟一，將含In化合物、含Ca化合物、含Yb化合物、含M化合物和含N化合物按配方通式Caln2_x_y_z (YbxMyNz) O4配料混合，將混合配料研磨得到粉料A，其中含In化合物為In2O3或In (NO3) 3，含Ca化合物為CaCO3或Ca (NO3) 2，含Yb化合物為Yb2O3,含M化合物為M2O3' M6O11 或 M (NO3) 3，含 N 化合物為 N2O3' N6O11 或 N (NO3) 3 ;步驟二，將粉料A在400 600°C條件下預燒2 6h，冷卻後研磨得粉料B ；步驟三，將粉料B在700 1400°C條件下煅燒8 24h，冷卻後研磨得上轉換發光材料。採用溶膠-凝膠法製備上述發光材料的步驟如下步驟一，將含In化合物粉料、含Ca化合物粉料、Yb(NO3)3溶液、M(NO3)3溶液和N(NO3)3溶液按配方通式Caln2_x_y_z (YbxMyNz) O4配料，攪拌均勻後得溶液A，接著將檸檬酸加入溶液A中，完全反應後得溶液B，所加檸檬酸中的檸檬酸根離子與溶液A中的金屬離子摩爾比為(1 4) :1 ;步驟二，將溶液B先在60 80°C條件下保溫48 72h，接著在120°C條件下保溫12 24h，得前驅體；步驟三，將前驅體研磨後在400 60(TC條件下預燒2飛h，得到初始材料，接著將初始材料研磨後在700 1400°C條件下煅燒2 10h，冷卻後研磨得上轉換發光材料。本發明採用傳統高溫固相法和溶膠-凝膠法製備稀土離子摻雜的CaIn2O4為基質的上轉換發光材料，其製備工藝簡單、化學合成成本低廉、適合工業化規模生產。


圖I為本發明實施例I中的Caln2_a:_0.025 (Yb0. ^ra 025) O4上轉換發光材料在不同溫度下煅燒16h的XRD圖譜；圖2為本發明實施例I中的CaIn2Haci25(YbaiEraci25)O4上轉換發光材料的發射光譜；
圖3為本發明實施例7中的CaIn2_Q.Htici5(YbaiH0acici5)O4螢光粉的發射光譜；圖4為本發明實施例9中的CaIrvaiH5(YbaiNdacici5)O4上轉換發光材料的發射光譜；圖5為本發明實施例10中的CaIrvaiL(YbaiTmacm)O4上轉換發光材料的發射光譜；圖6為本發明實施例16中的CaIrvaiH(YbaiPracitl5)O4上轉換發光材料的發射光譜。以下結合實施例與附圖對本發明作進一步詳細說明。
具體實施方式
實施例I :該實施例為CaIn2Haci25(YbaiEraci25)O4上轉換發光材料的固相法製備方法，具體製備過程如下I)按 Caln2_0. ^0025 (Yb0.取.025) O4 化學計量式的摩爾比稱取 In2O3 (SP) 0. 5205g、CaCO3(AR)O. 2001g、Yb2O3(3N5)0. 0394g 和 Er2O3(3N)0. 0097g，將配製後的原料混合，研磨得粉料A ；2)將粉料A在馬弗爐中空氣氣氛下進行熱處理，500°C預燒5h，冷卻後充分研磨得粉料B ；3)將粉料B在1300°C條件下煅燒16h，自然冷卻後研磨得發橘紅光的螢光粉。圖I為該實施例的CaIrvaiH(YbaiEraci25)O4上轉換發光材料在不同溫度下煅燒16h的XRD圖譜，在圖I中，橫坐標為2倍衍射角(° )，縱坐標為衍射強度(a. u.);從該圖中可以看出，樣品的衍射峰與CaIn2O4的標準卡片(PDF17-0643)吻合的很好，沒有出現雜相，說明稀土離子的摻雜不影響CaIn2O4的晶體結構。圖2為該實施例CaIn2Haci25(YbaiEratl25)O4的上轉換發光材料的發射光譜，在圖2中，橫坐標為波長(nm)，縱坐標為發光強度(a. u.)，從左至右各發射光譜分別為550nm、660nmo實施例2 該實施例為CaIrvatl5Eratl5O4上轉換發光材料的固相法製備方法，具體製備過程如下I)按 Caln2_0.05Er0.0504 化學計量式的摩爾比稱取 In(NO3)3 4. 5H20(AR) I. 4895g、Ca(NO3)2 4H20(AR) 0. 4723g和Er2O3 (3N) 0. 0191g,將配製後的原料混合，研磨得粉料A ；2)將粉料A在馬弗爐中空氣氣氛下進行熱處理，400°C預燒2h，待冷卻後再次充分研磨，得粉料B ;3)將粉料B再次進行高溫熱處理，700°C煅燒8h，自然冷卻後研磨得發橘紅光的螢光粉。實施例3 該實施例為CaIrvaiH(YbaiEraci25)O4螢光粉的製備，溶膠_凝膠法具體製備過程如下I)按反應物陽離子摩爾比 Ca2+: In2+:Er3+:Yb3+=l: I. 875:0. 025:0. I 分別稱取CaCO3 (AR) 0. 1504g、In (NO3) 3 4. 5H20 (AR) I. 0741g 粉末，量取 0. 02mol/L 的 Yb(NO3)3 溶液
7.5mL、0. Olmol/L的Er (NO3)3溶液3. 75mL混合攪拌得溶液A ;按檸檬酸根離子與金屬離子比例為2:1稱取檸檬酸I. 9003g，緩慢加入溶液A中，邊加邊攪拌，使之完全反應，去離子水定容得到無色透明溶液B ;2)將溶液B放入烘箱中，在80°C環境下保溫48h，形成均一透明膠體，接著升溫至120°C，保溫12h，得黃色的前驅體；3)將前驅體研磨充分，在600°C下預燒6h，得到蓬鬆淺黃色粉末狀的初始材料，將初始材料充分研磨後在1400°C煅燒8h，冷卻後研磨得發橘紅光的螢光粉。實施例4
該實施例為CaIn2mci25(Yba3Eraci25)O4螢光粉的製備，溶膠_凝膠法具體製備過程如下 I)按反應物陽離子摩爾比 Ca2+: In2+:Er3+: Yb3+=I: I. 675:0. 025:0. 3 分別稱取Ca (NO3) 2 *4H20 (AR)O. 3546g、In (NO3) 3.4. 5H20 (AR) 0. 9596g粉末，量取0. 04mol/L 的 Yb (NO3)3溶液11. 25mL、0. 02mol/L的Er (NO3)3溶液I. 875mL混合攪拌得溶液A ;按檸檬酸根離子與金屬離子比例為2:1稱取檸檬酸I. 9002g，緩慢加入溶液A中，邊加邊攪拌，使之完全反應，去離子水定容得到無色透明溶液B ；2)將溶液B放入烘箱中，在80°C環境下保溫48h，形成均一透明膠體，接著升溫至120°C，保溫12h，得黃色的前驅體；3)將前驅體研磨充分，在600°C下預燒5h，得到蓬鬆淺黃色粉末狀的初始材料，接著將初始材料充分研磨，在1400°C煅燒2h，冷卻後研磨得發橘紅光的上轉換發光材料。實施例5 該實施例為CaIrvaiH5(YbaiH0acici5)O4螢光粉的固相法製備方法，具體製備過程如下I)按 CaIn2_Q. ^0.005 (Yb。.抑。.005) O4 化學計量式的摩爾比稱取 In2O3 (SP) 0. 5262g、CaCO3(AR)O. 2001g、Yb203 (3N5)0. 0394g和Ho2O3(3N5)0. 0021g，將配製後的原料混合，充分研磨得粉料A ；2)將粉料A在馬弗爐中空氣氣氛下進行熱處理，500°C預燒4h，待冷卻後再次充分研磨，得粉料B ;3)將粉料B再次進行高溫熱處理，700°C煅燒16h，自然冷卻後研磨得發較純綠光的螢光粉。實施例6 該實施例為CaIn2_a(l5Hoa(l504螢光粉的固相法製備方法，具體製備過程如下I)按 Caln2_0. Jtoa05O4 化學計量式的摩爾比稱取 In(NO3)3 4. 5H20(AR) I. 4890g、Ca(NO3)2 4H20 (AR)O. 4723g和Ho2O3 (3N5)0. 0189g，將配製後的原料混合，研磨充分得粉料A ；2)將粉料A在馬弗爐中空氣氣氛下進行熱處理，400°C預燒2h，待冷卻後再次充分研磨，得粉料B ;3)將粉料B再次進行高溫熱處理，1300°C煅燒8h，自然冷卻後研磨得發綠光的螢光粉。
實施例7 該實施例為Caln2_a ^0005 (Yb0.加_5) O4螢光粉的溶膠-凝膠法製備方法，具體製備過程如下I)按反應物陽離子摩爾比 Ca2+: In2+:Ho3+:Yb3+=l: I. 895:0. 005:0. I 分別稱取CaCO3 (AR) 0. 1504g、In (NO3) 3 4. 5H20 (AR) I. 0858g 粉末，量取 0. 02mol/L 的 Yb(NO3)3 溶液7. 5mL、0. 01mol/L的Ho (NO3) 3溶液0. 75mL混合攪拌得溶液A ;按檸檬酸根離子與金屬離子比例為2:1稱取檸檬酸I. 9007g，緩慢加入溶液A中，邊加邊攪拌，使之完全反應，去離子水定容得到無色透明溶液B ;2)將溶液B放入烘箱中，在80°C環境下保溫48h，形成均一透明膠體，接著升溫至120°C，保溫12h，得黃色的前驅體；3)將前驅體研磨充分，在500°C下預燒5h，得到蓬鬆淺黃色粉末狀的初始材料，接著將初始材料充分研磨，在1300°C煅燒8h，冷卻後研磨得發較純綠光的螢光粉。 圖3為該實施例CaIrvaiH(YbaiH0acitl5)O4的上轉換發光材料的發射光譜，在圖3中，橫坐標為波長(nm)，縱坐標為發光強度(a. u.)，從左至右各發射光譜分別為542nm和650nmo實施例8 該實施例為Caln2_a 3__5 (Yb0.3Ho0.005) O4螢光粉的溶膠-凝膠法製備方法，具體製備過程如下I)按反應物陽離子摩爾比 Ca2+: In2+:Ho3+:Yb3+=I: I. 695:0. 005:0. 3 分別稱取Ca (NO3) 2 4H20 (AR) 0. 3544g、In (NO3) 3 4. 5H20 (AR) 0. 9710g 粉末，量取 lmol/L 的 Yb (NO3) 3溶液0. 45mL、0. 03mol/L的Ho (NO3) 3溶液0. 25mL混合攪拌得溶液A。按檸檬酸根離子與金屬離子比例為2:1稱取檸檬酸I. 8949g，緩慢加入溶液A中，邊加邊攪拌，使之完全反應，去離子水定容得到無色透明溶液B ;2)將溶液B放入烘箱中，在80°C環境下保溫48h，形成均一透明膠體。升溫至120°C，保溫12h，得黃色的前驅體；3)將前驅體研磨充分，在600°C下預燒4h，得到蓬鬆淺黃色粉末狀初始材料，接著將初始材料充分研磨，在1400°C煅燒2h，冷卻後研磨得發較純綠光的螢光粉。實施例9 該實施例為CaIrvaiH(YbaiNdacitl5)O4螢光粉的溶膠_凝膠製備方法，具體製備過程如下I)按反應物陽離子摩爾比 Ca2+: In2+:Nd3+:Yb3+=l: I. 895:0. 005:0. I 分別稱取CaCO3 (AR) 0. IOOlg, In (NO3) 3 4. 5H20 (AR) 0. 7241g 粉末，量取 0. 02mol/L 的 Yb(NO3)3 溶液5mL、0. Olmol/L的制(勵3)3溶液0. 5mL混合攪拌得溶液A ;按檸檬酸根離子與金屬離子比例為2:1稱取檸檬酸I. 2623g，緩慢加入溶液A中，邊加邊攪拌，使之完全反應，去離子水定容得到無色透明溶液B ;2)將溶液B放入烘箱中，在80°C環境下保溫48h，形成均一透明膠體，接著升溫至120°C，保溫12h，得黃色的前驅體；3)將前驅體研磨充分，在500°C下預燒5h，得到蓬鬆淺黃色粉末狀初始材料，將初始材料充分研磨，在1300°C煅燒8h，冷卻後研磨得發較純綠光的螢光粉。
該實施例製得的Caln2_a :_0.005 (Yb0. ^da 005) O4上轉換發光材料的發射光譜見圖4，在圖4中，橫坐標為波長(nm)，縱坐標為發光強度(a. u.)，從左至右各發射光譜分別為486nm，542nm，603nm，655nm。實施例10 該實施例為Caln2_ai__ (Yb0. Jm0^01)O4上轉換發光材料的固相製備法，具體製備過程如下I)按 Caln2_0. ^0.001 (Yb0. Jm0.001) O4 化學計量式的摩爾比稱取 In2O3 (SP) 0. 5262g、CaCO3(AR)O. 2002g、Yb203 (3N5)0. 0394g和Tm2O3(2N5)0. 0006g，將配製後的原料混合，研磨充分，得粉料A ；2)將粉料A在馬弗爐中空氣氣氛下進行熱處理，500°C預燒5h，待冷卻後再次充分研磨，得粉料B ;3)將粉料B再次進行高溫熱處理，1300°C煅燒16h，自然冷卻後研磨得發較純藍光的螢光粉。圖5為該實施例的Caln2_a ^001 (Yb0. Jmatltll) O4上轉換發光材料的發射光譜，在圖5中，從左至右各發射光譜分別為484nm和655nm。實施例11 該實施例為CaIrvatl5Tmatl5O4螢光粉的固相製備法，具體製備過程如下I)按 Caln2_0.05Tm0.0504 化學計量式的摩爾比稱取 In(NO3)3 4. 5H20(AR) I. 4891g、Ca(NO3)2 4H20(AR) 0. 4723g和Tm2O3 (2N5) 0. 0193g,將配製後的原料混合，研磨充分，得粉料A ；2)將粉料A在馬弗爐中空氣氣氛下進行熱處理，400°C預燒2h，待冷卻後再次充分研磨，得粉料B ;3)將粉料B再次進行高溫熱處理，700°C煅燒24h，自然冷卻後研磨得發較純藍光的螢光粉。實施例12 該實施例為CaIrvaiL(YbaiTmacicil)O4螢光粉的溶膠-凝膠製備法，具體製備過程如下I)按反應物陽離子摩爾比 Ca2+: In2+:Tm3+:Yb3+=l: I. 899:0. 001:0. I 分別稱取Ca (NO3) 2 *4H20 (AR)O. 2365g、In (NO3) 3 *4. 5H20 (AR) 0. 7253g粉末，量取0. 01mol/L 的 Yb (NO3)3溶液IOml、0. 01mol/L的Tm(NO3)3溶液0. ImL混合攪拌得溶液A。按檸檬酸根離子與金屬離子比例為2:1稱取檸檬酸I. 2618g，緩慢加入溶液A中，邊加邊攪拌，使之完全反應，去離子水定容得到無色透明溶液B ；2)將溶液B放入烘箱中，在80°C環境下保溫48h，形成均一透明膠體；接著升溫至120°C，保溫12h，得黃色的前驅體；3)將前驅體研磨充分，在600°C下預燒6h，得到蓬鬆淺黃色粉末狀初始材料，將初始材料充分研磨後，在1400°C煅燒8h，冷卻後研磨得發較純藍光的螢光粉。實施例13 該實施例為CaIn2Hacici5(Yba3Tmacici5)O4螢光粉的溶膠_凝膠製備法，具體製備過程如下
I)按反應物陽離子摩爾比 Ca2+:In2+:Tm3+:Yb3+=l:l. 695:0. 005:0. 3 分別稱取CaCO3 (AR) 0. 1005g、In (NO3) 3 4. 5H20 (AR) 0. 6475g 粉末，量取 0. 02mol/L 的 Yb(NO3)3 溶液15mL、0. 005mol/L的Tm(NO3)3溶液ImL混合攪拌得溶液A。按檸檬酸根離子與金屬離子比例為2:1稱取檸檬酸I. 2625g，緩慢加入溶液A中，邊加邊攪拌，使之完全反應，去離子水定容得到無色透明溶液B ;2)將溶液B放入烘箱中，在80°C環境下保溫48h，形成均一透明膠體，接著升溫至120°C，保溫12h， 得黃色的前驅體；3)將前驅體研磨充分，在500°C下預燒4h，得到蓬鬆淺黃色粉末狀初始材料，接著將初始材料充分研磨後在1100°c煅燒10h，冷卻後研磨得發較純藍光的螢光粉。實施例14 該實施例為Caln2_a :_0.005 (Yb0. ^r0.005) O4螢光粉的固相製備法，具體製備過程如下I)按 Caln2_0.卜。.005 (Yb0. ^r0.005) O4 化學計量式的摩爾比稱取 In2O3 (SP) 0. 5263g、CaCO3(AR)O. 2004g、Yb2O3 (3N5)0. 0394g 和 Pr6O11 (3N5) 0. 0018g，將配製後的原料混合，研磨充分，得粉料A ;2)將粉料A在馬弗爐中空氣氣氛下進行熱處理，400°C預燒5h，待冷卻後再次充分研磨，得粉料B ;3)將粉料B再次進行高溫熱處理，1300°C煅燒16h，自然冷卻後研磨得發較純白光的螢光粉。實施例15 :該實施例為Caln2_aCl5PraC15O4螢光粉的固相製備法，具體製備過程如下I)按 CaIrvatl5Pratl5O4 化學計量式的摩爾比稱取 In(NO3)3 4. 5H20(AR) I. 4891g、Ca(NO3)2 4H20(AR) 0. 4725g和Pr6O11 (3N5) 0. 0170g,將配製後的原料混合，研磨充分得粉料A ；2 )將粉料A在馬弗爐中空氣氣氛下進行熱處理，500 V預燒2h，待冷卻後再次充分研磨，得粉料B ;3)將粉料B再次進行高溫熱處理，700°C煅燒24h，自然冷卻後研磨得發較純白光的螢光粉。實施例16 :該實施例為Caln2_a (Yba Jratltl5) O4螢光粉的製備，溶膠_凝膠法具體製備過程如下I)按反應物陽離子摩爾比 Ca2+:In2+:Pr3+:Yb3+=l:l. 895:0. 005:0. I 分別稱取CaCO3 (AR) 0. 1002g、In (NO3) 3 4. 5H20 (AR) 0. 7240g 粉末，量取 0. 02mol/L 的 Yb(NO3)3 溶液5mL、0. 01mol/L的Pr (NO3) 3溶液0. 5mL混合攪拌得溶液A，按檸檬酸根離子與金屬離子比例為2:1稱取檸檬酸I. 2609g，緩慢加入溶液A中，邊加邊攪拌，使之完全反應，去離子水定容得到無色透明溶液B ;2)將溶液B放入烘箱中，在80°C環境下保溫48h，形成均一透明膠體，接著升溫至120°C，保溫12h，得黃色的前驅體；3)將前驅體研磨充分，在500°C下預燒5h，得到蓬鬆淺黃色粉末狀初始材料，接著將初始材料充分研磨，在1300°C煅燒8h，冷卻後研磨得發較純白光的螢光粉。圖6為該實施例CaIrvaiH(YbaiPracitl5)O4上轉換發光材料的發射光譜，在圖6中從左至右各發射光譜分別為495nm, 542nm, 623nm, 655nm。實施例17 該實施例為Caln2_a 3__ (Yb0.3Pr0.005) O4螢光粉的製備，溶膠-凝膠法具體製備過程如下I)按反應物陽離子摩爾比 Ca2+: In2+:Pr3+:Yb3+=I: I. 695:0. 005:0. 3 分別稱取Ca (NO3) 2 *4H20 (AR)O. 1003g、In (NO3) 3.4. 5H20 (AR) 0. 6474g粉末，量取0. 03mol/L 的 Yb (NO3) 3溶液10mL、0. 005mol/L的Pr (NO3) 3溶液IML混合攪拌得溶液A。按檸檬酸根離子與金屬離 子比例為2:1稱取檸檬酸I. 2608g，緩慢加入溶液A中，邊加邊攪拌，使之完全反應，去離子水定容得到無色透明溶液B ;2)將溶液B放入烘箱中，在80°C環境下保溫48h，形成均一透明膠體，接著升溫至120°C，保溫12h，得黃色的前驅體。3)將前驅體研磨充分，在600°C下預燒6h，得到蓬鬆淺黃色粉末狀初始材料，接著將初始材料充分研磨，在1400°C煅燒2h，冷卻後研磨得發較純白光的螢光粉。需要說明的是，本發明所提供的溶膠-凝膠製備法中所用的Yb(NO3)3溶液、M(NO3)3溶液和N(NO3)3溶液的濃度可根據實驗條件配置合適的濃度，原則是各原料物質的用量滿足所製備發光材料Caln2_x_yz(YbxMyNz)O4中各元素的物質量配比。
權利要求
1.一種以CaIn2O4為基質的上轉換發光材料,其特徵在於,所述發光材料的結構式為Caln2_x_y_z (YbxMyNz) O4,其中M 為 Er，Ho，Tm，Pr 或 Nd，N 為 Er，Ho，Tm，Pr 或 Nd，且 M 與 N 不同；0彡X彡0. 3，0彡y彡0. 05,0 ^ z ^ 0. 05，且y和z不能同時為O。
2.如權利要求I所述的以CaIn2O4為基質的上轉換發光材料，其特徵在於，所述發光材 料的結構式為CaIn2_x_y (YbxEry)O4,其中0 彡 x 彡 0. 3，0 < y 彡 0. 05。
3.如權利要求I所述的以CaIn2O4為基質的上轉換發光材料，其特徵在於，所述發光材料的結構式為CaIn2_x_y (YbxHoy)O4,其中0 彡 x 彡 0. 3，0 < y 彡 0. 05。
4.如權利要求I所述的以CaIn2O4為基質的上轉換發光材料，其特徵在於，所述發光材料的結構式為CaIn2_x_y (YbxNdy) 04，其中0 彡 x 彡 0. 3，0 < y 彡 0. 05。
5.如權利要求I所述的以CaIn2O4為基質的上轉換發光材料，其特徵在於，所述發光材料的結構式為CaIn2_x_y (YbxTmy)O4,其中0 彡 x 彡 0. 3，0 < y 彡 0. 05。·
6.如權利要求I所述的以CaIn2O4為基質的上轉換發光材料，其特徵在於，所述發光材料的結構式為CaIn2_x_y (YbxPry)O4,其中0 彡 x 彡 0. 3，0 < y 彡 0. 05。
7.如權利要求I所述的以CaIn2O4為基質的上轉換發光材料，其特徵在於，所述發光材料的結構式為CaIn2_x_y_z(YbxEryTmz)O4,其中0 彡 x 彡 0. 3，0 < y 彡 0. 05，0 < z 彡 0. 05。
8.—種權利要求I所述的以CaIn2O4為基質的上轉換發光材料的高溫固相製備法，其特徵在於，該高溫固相製備法按以下步驟進行 步驟一，將含In化合物、含Ca化合物、含Yb化合物、含M化合物和含N化合物按配方通式Caln2_x_y_z (YbxMyNz) O4配料混合，將混合配料研磨得到粉料A，其中含In化合物為In2O3或In (NO3) 3，含Ca化合物為CaCO3或Ca (NO3) 2，含Yb化合物為Yb2O3,含M化合物為M203、M60n或 M (NO3) 3，含 N 化合物為 N2O3、N6O11 或 N (NO3) 3 ; 步驟二，將粉料A在400 600°C條件下預燒2 6h，冷卻後研磨得粉料B ； 步驟三，將粉料B在700 1400°C條件下煅燒8 24h，冷卻後研磨得上轉換發光材料。
9.一種權利要求I所述的以CaIn2O4為基質的上轉換發光材料的溶膠-凝膠製備法，其特徵在於，該溶膠-凝膠製備法按以下步驟進行 步驟一，將含In化合物粉料、含Ca化合物粉料、Yb (NO3) 3溶液、M (NO3) 3溶液和N (NO3) 3溶液按配方通式Caln2_x_y_z (YbxMyNz) O4配料，攪拌均勻後得溶液A，接著將檸檬酸加入溶液A中，完全反應後得溶液B，所加檸檬酸中的檸檬酸根離子與溶液A中的金屬離子摩爾比為(I 4) : I ； 步驟二，將溶液B先在60 80°C條件下保溫48 72h，接著在120°C條件下保溫12 24h，得前驅體； 步驟三，將前驅體研磨後在400 600°C條件下預燒2飛h，得到初始材料，接著將初始材料研磨後在700 1400°C條件下煅燒2 10h，冷卻後研磨得上轉換發光材料。
全文摘要
本發明屬於物理學發光材料技術領域。具體公開了以CaIn2O4為基質的上轉換發光材料。所提供的上轉換發光材料以CaIn2O4為基質材料，在基質材料中添加了稀土金屬離子。同時本發明還公開了上述發光材料的固相製備法和溶膠-凝膠製備法。本發明所提供的上轉換發光材料基質的聲子能低、物理和化學性質穩定，兩種製備方法工藝簡單，成本低廉，可適用於工業化生產。
文檔編號C09K11/78GK102746844SQ20121021557
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月27日 優先權日2012年6月27日
發明者李婷, 李琳, 郭崇峰 申請人:西北大學