CN102775985B - 一种具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+纳米线的合成方法 - Google Patents
一种具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+纳米线的合成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102775985B CN102775985B CN201210242163.1A CN201210242163A CN102775985B CN 102775985 B CN102775985 B CN 102775985B CN 201210242163 A CN201210242163 A CN 201210242163A CN 102775985 B CN102775985 B CN 102775985B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- long
- nano wire
- mgsi
- luminous function
- persistence luminous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明为一种具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+纳米线的合成方法。将Mg(NO3)2、Sr(NO3)2、Eu(NO3)3、Dy(NO3)3溶于水和乙醇的混合溶剂中，制成金属离子总浓度为0.02～0.05mol/L的硝酸盐混合溶液，然后向硝酸盐混合溶液中加入Na2SiO3固体，得到白色悬浊液，调节pH值至2～3，再加入高分子模板剂，移至水热釜中并密封，于150～180℃反应24小时，倒出反应液，自然冷却至室温，过滤，所得白色沉淀于80～110℃真空干燥10～20小时，然后放入马弗炉中于还原气氛下煅烧，得到直径为30～60nm，长度大于4μm的具有长余辉发光功能的MgSr2SiO4:Eu2+，Dy3+纳米线。该工艺具有工艺简单、能耗低、产品尺寸均匀、无团聚，发光性能优良等特点，为纳米长余辉材料的研究开辟了新途径。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+纳米线的合成方法，属于无机非金属材料领域。
背景技术
长余辉材料是一种特殊的发光材料，在室温下，其发光在去掉激发源的情况下仍可持续几个小时以上的时间。由于人们对环保与节能的日益重视，长余辉材料的应用领域也不断扩大，被广泛使用在应急显示、交通标示、夜光表、织物印花等领域，同时在大屏幕彩色显示板、电脑显示器、X射线增感屏、信息存储等领域具有极大的应用潜力。长余辉发光材料已成为人们日常生活中不可缺少的材料。
研究较早的长余辉材料主要是硫化物，缺点是易水解、稳定性较差，发光强度及余辉性能不太理想。二十世纪60年代末以来，碱土铝酸盐长余辉材料得到广泛的研究，该体系具有发光亮度高，余辉时间长，不含放射性元素等优点，然而铝酸盐体系长余辉材料也存在抗湿性差，烧结温度高，发光颜色单一等缺点。近年来，为了提高材料的发光性能，人们不断开拓新型基质体系，以硅酸盐材料研究最多。由于硅酸盐材料具有化学稳定性好、耐水性强、紫外辐照性稳定、应用特性优异等特点，而且高纯二氧化硅原料价廉、易得，烧结温度比铝酸盐体系低100℃以上，因此最有希望取代铝酸盐的成为新一代最实用、最廉价的长余辉发光材料。
同时，研究人员为了提高硅酸盐材料的长余辉性能，挖掘其应用潜力，不断探索长余辉材料纳米合成技术。申请号为200610129257.2的发明专利报道了一种纳米硅酸盐长余辉发光材料的制备方法。本发明的制备方法是采用溶胶-凝胶技术，配方中以硅酸盐为基质，使用Eu2+作为激活剂，Dy3+为辅助激活剂，通过加入含硼的化合物提高余辉性能，从而形成硅酸盐长余辉发光材料的化学配方组成，其分子式为Sr2-x-yMgSi2O7:Eux,Dyy，其中0.001＜x＜0.05，0.001＜y＜0.05，H3BO3=0～0.3mol。使其利用纳米合成技术，制备纳米尺度的长余辉发光材料，从而解决了现有长余辉发光粉体颗粒粗大，且激活离子等不能在基质中均匀分布等降低发光强度的问题，大大扩展了此类长余辉发光材料的应用领域。翟永清等人于河北大学学报(自然科学版)2007年第27卷第2期等155～159页发表的《凝胶-燃烧法合成Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+蓝色长余辉发光材料》一文中报道了一种采用凝胶-燃烧法合成Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+蓝色长余辉发光材料的方法，首先将Eu2O3、Dy2O3溶于浓硝酸，制成Eu(NO3)3、Dy(NO3)3溶液，其准确浓度用EDTA标准溶液滴定，然后在100ml坩埚中加入一定体积的共溶溶剂无水乙醇，按目标产物Sr2MgSi2O7:0.02Eu2+,0.04Dy3+的化学计量比，依次加入Si(OC2H5)4、Eu(NO3)3和Dy(NO3)3溶液，Mg(NO3)2·6H2O、Sr(NO3)2、H3BO3、尿素及少量水，搅拌使各物料完全溶解并混合均匀，调节pH值，在60～65℃水浴下加热蒸发，直至形成凝胶，将此凝胶在烘箱中于85℃下干燥，得干凝胶。然后将盛有干凝胶的坩埚置于马弗炉中，在一定炉温下(600～800℃)起火燃烧，燃烧过程中放出大量气体，火焰呈红黄色，整个过程持续约2min之后，取出坩埚，加盖冷却至室温，将所得前驱物研细，在1000℃还原处理1h即得目标产物，样品呈浅黄绿色。但该方法制备的材料内部颗粒外形不规则，尺寸大小不一，一次晶粒尺寸在100nm以下，由于产物颗粒小，表面能大，导致一些大的团聚体的存在。
本发明与上述报道不同，提出了一种合成具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+纳米线材料的新方法，发明采用水热合成法，辅以高分子模板剂，制备出了直径为30～60nm，长度大于4μm的具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+纳米线，该工艺具有工艺简单、能耗低、产品尺寸均匀、无团聚，发光性能优良等特点，为纳米长余辉材料的研究开辟了新途径。
发明内容
本发明主要涉及一种具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+纳米线的合成方法，具体发明内容如下：
1、一种具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+纳米线的合成方法，其工艺步骤如下：按摩尔比Mg(NO3)2∶Sr(NO3)2∶Eu(NO3)3∶Dy(NO3)3=1∶2∶0.01～0.05∶0.01～0.15，称取上述物质溶于由水和乙醇按体积比为2∶1混合而成的溶剂中，制成金属离子总浓度为0.02～0.05mol／L的硝酸盐混合溶液，然后按摩尔比Sr(NO3)2∶Na2SiO3=1∶1，向硝酸盐混合溶液中加入Na2SiO3固体，于70～90℃磁力搅拌0.5～1小时得到白色悬浊液，用3mol／L的HNO3调节悬浊液的pH值至2～3，加入高分子模板剂，于70～90℃磁力搅拌0.5～1小时，再经室温超声处理5～10分钟，移至水热釜中并密封，于150～180℃反应24小时，倒出反应液，自然冷却至室温，过滤，所得白色沉淀于80～110℃真空干燥10～20小时，然后放入马弗炉中于还原气氛下煅烧，得到直径为30～60nm，长度大于4μm的具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+，Dy3+纳米线。
2、磁力搅拌的速度为200～500转／min。
3、高分子模板剂为质量分数5～10％的聚乙烯醇或聚丙烯酰胺的水溶液，聚乙烯醇或聚丙烯酰胺加入质量为Mg(NO3)2、Sr(NO3)2、Eu(NO3)3、Dy(NO3)3、Na2SiO3总质量的0.5～1倍，上述聚乙烯醇或聚丙烯酰胺加入质量是指聚乙烯醇或聚丙烯酰胺自身质量，而非水溶液质量。
4、超声处理的振荡频率为20～40kHz。
5、煅烧时的温度制度为：升温速率5℃／min，最高煅烧温度为1000～1300℃之间的任一温度，最高煅烧温度恒温2h。
6、煅烧时的还原气氛通过装入碳粉，碳粉的质量为Mg(NO3)2、Sr(NO3)2、Eu(NO3)3、Dy(NO3)3、Na2SiO3总质量的10～20倍，或以200kPa通入氢气或一氧化碳气体来实现。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细说明，本发明不受这些制造实例所限。
实例1
称取10mmol的Mg(NO3)2，20mmol的Sr(NO3)2、0.2mmol的Eu(NO3)3和0.1mmol的Dy(NO3)3，溶于由水和乙醇按体积比为2∶1混合而成的1000ml溶剂中，然后加入20mmol的Na2SiO3固体，于80℃磁力搅拌1小时得到白色悬浊液，用3mol／L的HNO3调节悬浊液的pH值至3，加入10wt％的聚乙烯醇水溶液，其中含聚乙烯醇的质量为5.7757g，于80℃磁力搅拌1小时，磁力搅拌的速度为500转／min，再经室温超声处理8分钟，超声振荡频率为20～40kHz，移至水热釜中并密封，于180℃反应24小时，倒出反应液，自然冷却至室温，过滤，所得白色沉淀于100℃真空干燥15小时，然后放入马弗炉中，以200kPa的压力通入氢气作为还原气氛的条件下煅烧，升温速率5℃／min，最高煅烧温度为1100℃，恒温2小时，得到直径为30～60nm，长度大于4μm的具有长余辉发光性能的Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+纳米线。
实例2
称取10mmol的Mg(NO3)2，20mmol的Sr(NO3)2、0.3mmol的Eu(NO3)3和0.1mmol的Dy(NO3)3，溶于由水和乙醇按体积比为2∶1混合而成的1000ml溶剂中，然后加入20mmol的Na2SiO3固体，于80℃磁力搅拌1小时得到白色悬浊液，用3mol／L的HNO3调节悬浊液的pH值至2，加入10wt％的聚丙烯酰胺水溶液，其中含聚丙烯酰胺的质量为5.8009g，于80℃磁力搅拌1小时，磁力搅拌的速度为500转／min，再经室温超声处理8分钟，超声振荡频率为20～40kHz，移至水热釜中并密封，于160℃反应24小时，倒出反应液，自然冷却至室温，过滤，所得白色沉淀于100℃真空干燥15小时，然后放入马弗炉中，以200kPa的压力通入氢气作为还原气氛的条件下煅烧，升温速率5℃／min，最高煅烧温度为1200℃，恒温2小时，得到直径为30～60nm，长度大于4μm的具有长余辉发光性能的Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+纳米线。
Claims (4)
1.一种具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7：Eu2+，Dy3+纳米线的合成方法，其特征在于：按摩尔比Mg(NO3)2∶Sr(NO3)2∶Eu(NO3)3∶Dy(NO3)3＝1∶2∶0.01～0.05∶0.01～0.15，称取上述物质溶于由水和乙醇按体积比为2∶1混合而成的溶剂中，制成金属离子总浓度为0.02～0.05mol/L的硝酸盐混合溶液，然后按摩尔比Sr(NO3)2∶Na2SiO3＝1∶1，向硝酸盐混合溶液中加入Na2SiO3固体，于70～90℃磁力搅拌0.5～1小时得到白色悬浊液，用3mol/L的HNO3调节悬浊液的pH值至2～3，加入高分子模板剂，于70～90℃磁力搅拌0.5～1小时，再经室温超声处理5～10分钟，移至水热釜中并密封，于150～180℃反应24小时，倒出反应液，自然冷却至室温，过滤，所得白色沉淀于80～110℃真空干燥10～20小时，然后放入马弗炉中于还原气氛下煅烧，得到直径为30～60nm，长度大于4μm的具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7：Eu2+，Dy3+纳米线，所述高分子模板剂为质量分数5～10％的聚乙烯醇或聚丙烯酰胺的水溶液，聚乙烯醇或聚丙烯酰胺加入质量为Mg(NO3)2、Sr(NO3)2、Eu(NO3)3、Dy(NO3)3、Na2SiO3总质量的0.5～1倍，所述煅烧的升温速率为5℃/min，最高煅烧温度为1000～1300℃之间的任一温度，最高煅烧温度恒温2h。
2.如权利要求1所述一种具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7：Eu2+，Dy3+纳米线的合成方法，其特征在于磁力搅拌的速度为200～500转/min。
3.如权利要求1所述一种具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7：Eu2+，Dy3+纳米线的合成方法，其特征在于超声处理的振荡频率为20～40kHz。
4.如权利要求1所述一种具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7：Eu2+，Dy3+纳米线的合成方法，其特征在于煅烧时的还原气氛通过装入碳粉，碳粉的质量为Mg(NO3)2、Sr(NO3)2、Eu(NO3)3、Dy(NO3)3、Na2SiO3总质量的10～20倍，或以200kPa通入氢气或一氧化碳气体来实现。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210242163.1A CN102775985B (zh) | 2012-07-07 | 2012-07-07 | 一种具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+纳米线的合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210242163.1A CN102775985B (zh) | 2012-07-07 | 2012-07-07 | 一种具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+纳米线的合成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102775985A CN102775985A (zh) | 2012-11-14 |
| CN102775985B true CN102775985B (zh) | 2016-04-20 |
Family
ID=47121098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210242163.1A Expired - Fee Related CN102775985B (zh) | 2012-07-07 | 2012-07-07 | 一种具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+纳米线的合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102775985B (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103087711B (zh) * | 2013-01-17 | 2015-04-08 | 中南大学 | 一种蓝光和近紫外激发型一维红色纳米荧光粉的制备方法 |
| CN103172356B (zh) * | 2013-01-18 | 2015-05-20 | 河北联合大学 | 一种Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+透明陶瓷的合成方法 |
| CN103938297B (zh) * | 2014-04-29 | 2017-02-08 | 江南大学 | 一种铕镝双掺硅酸镁锶发光纳米纤维及其制备方法 |
| CN104741109B (zh) * | 2015-03-07 | 2017-06-06 | 华北理工大学 | 一种多孔Sr2MgSi2O7：Eu2+,Dy3+@ BiVO4储能自催化复合材料 |
| CN104877681A (zh) * | 2015-05-28 | 2015-09-02 | 成都斯科泰科技有限公司 | 蓝光和近紫外激发型一维红色纳米荧光粉的水热制备方法 |
| US10948411B2 (en) | 2016-09-21 | 2021-03-16 | University Of Houston System | Blue emitting persistent phosphor compositions as diagnostic reporters |
| CN107936959A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-04-20 | 重庆交通大学 | 基于硅酸盐基的蓄能反光发光材料 |
| CN110938403B (zh) * | 2019-12-02 | 2021-08-17 | 武汉市科达云石护理材料有限公司 | 一种荧光防滑胶及其制备方法 |
| CN112210371B (zh) * | 2020-10-29 | 2022-07-19 | 湖南第一师范学院 | 硼酸盐纳米材料及其制备方法与应用 |
| CN112662201B (zh) * | 2020-12-21 | 2021-10-22 | 江西善纳新材料科技有限公司 | 一种云母基荧光珠光颜料的制备方法 |
| CN113262773B (zh) * | 2021-05-28 | 2022-08-26 | 杭州电子科技大学 | 富含氧空位的长余辉光催化材料在全天候光催化co2还原上的应用 |
| CN114682275A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-07-01 | 辽宁大学 | 一种Z型Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+/Ag3PO4光催化剂及制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980046311A (ko) * | 1996-12-12 | 1998-09-15 | 손욱 | 형광막 프로젝터 |
| JP4433793B2 (ja) * | 2003-12-26 | 2010-03-17 | 三菱化学株式会社 | 蛍光体及びそれを用いた発光素子 |
| FR2892819B1 (fr) * | 2005-10-28 | 2008-02-01 | Centre Nat Rech Scient | Nanoparticules a luminescence persistance pour leur utilisation en tant qu'agent de diagnostic destine a l'imagerie optique in vivo |
| CN102140691B (zh) * | 2011-02-12 | 2012-10-17 | 河北联合大学 | 一种采用水热法合成钒酸锌微/纳米线材料的方法 |
| CN102502776B (zh) * | 2011-11-23 | 2013-12-25 | 陕西科技大学 | 一种微波水热制备Cu1.8S纳米线的方法 |
-
2012
- 2012-07-07 CN CN201210242163.1A patent/CN102775985B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102775985A (zh) | 2012-11-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102775985B (zh) | 一种具有长余辉发光功能的Sr2MgSi2O7:Eu2+，Dy3+纳米线的合成方法 | |
| Luo et al. | Ethanol-assistant solution combustion method to prepare La2O2S: Yb, Pr nanometer phosphor | |
| Lou et al. | Synthesis of CaWO4: Eu3+ phosphor powders via a combustion process and its optical properties | |
| Wu et al. | Nanosized LiSrPO4: Eu2+ phosphor with blue-emission synthesized by the sol–gel method | |
| Chang et al. | Characterizations of Eu, Dy co-doped SrAl2O4 phosphors prepared by the solid-state reaction with B2O3 addition | |
| CN105969351B (zh) | 一种花状纳米颗粒 | |
| Zahedi et al. | Sol-gel synthesis and luminescence properties of Ba2SiO4: Sm3+ nanostructured phosphors | |
| Chen et al. | Porous MAl2O4: Eu2+ (Eu3+), Dy3+ (M= Sr, Ca, Ba) phosphors prepared by Pechini-type sol–gel method: The effect of solvents | |
| Yin et al. | Effect of calcinations temperature on the luminescence intensity and fluorescent lifetime of Tb3+-doped hydroxyapatite (Tb-HA) nanocrystallines | |
| Zhang et al. | Synthesis and photoluminescence properties of a new red emitting phosphor: Ca3 (VO4) 2: Eu3+; Mn2+ | |
| Yin et al. | Combustion synthesis and luminescent properties of CaTiO3: Pr, Al persistent phosphors | |
| Barros et al. | Reddish-orange Ca3− xAl2O6: xEu3+ nanophosphors: Fast synthesis and photophysical properties | |
| Tian et al. | A novel approach for preparation of Sr3Al2O6: Eu2+, Dy3+ nanoparticles by sol–gel–microwave processing | |
| Song et al. | Synthesis of Sr2MgSi2O7: Eu, Dy and Sr2MgSi2O7: Eu, Dy, Nd by a modified solid-state reaction and their luminescent properties | |
| Yang et al. | Synthesis and photoluminescence of Eu3+-or Tb3+-doped Mg2SiO4 nanoparticles prepared by a combined novel approach | |
| Singh et al. | Synthesis, structural and photoluminescence behaviour of novel La2SiO5: Eu3+/Tb3+ nanomaterials for UV-LEDs | |
| Ramakrishna et al. | Driving the photoluminescent and structural properties of X2-Y2SiO5 by varying the dopant Dy3+ concentration towards cool WLED applications | |
| Hirano et al. | Hydrothermal formation and characteristics of rare-earth niobate phosphors and solid solutions between YNbO4 and TbNbO4 | |
| CN102206489B (zh) | 一种白光led用蓝色荧光材料及其新型制备方法 | |
| CN103025847B (zh) | 掺杂金属纳米粒子的硅酸盐发光材料及其制备方法 | |
| Liao et al. | Structure refinement and up-conversion of Ho3+/Er3+ Co-doped 12CaO· 7Al2O3 | |
| CN101831292A (zh) | 一种铝酸锶发光材料及其可控合成方法 | |
| Mao et al. | Long lasting phosphorescence of Gd2O2S: Eu, Ti, Mg nanorods via a hydrothermal routine | |
| CN100478417C (zh) | 一种快速合成发光材料的溶胶-凝胶的方法 | |
| Luo et al. | Preparation of nano Y2O2S: Eu phosphor by ethanol assisted combustion synthesis method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 063009 Hebei province Tangshan City Xinhua West Road No. 46 Applicant after: North China Polytechnics Address before: 063009 Hebei province Tangshan City Xinhua West Road No. 46 Applicant before: Hebei United University |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Li Fengfeng Inventor after: Zhang Mingxi Inventor after: Dong Cuizhi Inventor after: Gao Shuijing Inventor after: Jia Yanan Inventor after: Zhao Chenchen Inventor after: Liu Wenjing Inventor after: Cai Yongfeng Inventor before: Li Fengfeng Inventor before: Zhang Mingxi Inventor before: Lv Chaoxia Inventor before: Wang Chao Inventor before: Yang Wenyi Inventor before: Huang Zhipeng |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160420 Termination date: 20160707 |