0009 稀土发光材料制备新方法

稀土发光材料制备新方法

时间：2009年7月6日 来源：中国稀土

据大宗有色网转载：中国科学院长春应化所石春山研究员课题组发明的“稀土发光材料制备方法”获得美国商标专利局授权（专利号：US 7,060,202, B2）。

稀土三基色发光材料，尤其是灯用材料，由于具有发光效率高、寿命长、显色性好等优点，在照明和显示领域已有广泛应用

。　　迄今为止，稀土三基色发光材料及其制备方法一直是以掺杂三价铕离子的氧化钇作为红粉、以三价铽离子和三价铈离子共掺杂的多铝酸镁作为绿粉、以二价铕离子掺杂的多铝镁酸钡作为蓝粉，制备发光材料时，将三种材料按比例研混后高温灼烧，产物再经过科学后处理，最后得到实用的稀土三基色荧光粉。

这一工艺中，用作产生蓝光发射的二价铕离子，必须采用氢气或碳或其他还原剂，由三价铕离子还原才能得到。还原工艺是规模化生产过程中的复杂环节，有时甚至还有污染或不安全因素存在。通用的稀土三基色发光材料都是由三种基质化合物组成的，高温条件下各组分间往往会相互发生作用，或者长期在紫外光照射下，几种化合物产生的老化程度也会各有不同。这些都会影响材料的发光性能和灯的使用寿命。

中国科学院长春应化所石春山研究员课题组于1994年提出：“电子构型具有一定特征的一对三价稀土离子之间存在有共轭效应，在某些体系中可实现电子转移而产生价态异常变化”（《变价稀土元素化学与物理》，科学出版社，1994），随后，国内外相继有多篇文献报道验证或运用了这一理论（如，J.Alloy &Compounds,1995,224,177;Chin.J.Chem.,1996,5,399;J.Applied Physics,2000,3,1424。等）。

课题组以国家需求为己任，将这一基础研究成果具体应用于稀土发光材料制备，发明出一类新的具有自主知识产权的稀土三基色发光材料及其制备方法。通过将激活剂与基质化合物研混后，空气中直接高温灼烧，得到一类单基双掺稀土三基色发光材料。该方法体系新颖，制备工艺简便，易于操作。

该项发明提供的一类新稀土三基色发光材料，都是一种基质，可避免多基质相互作用引起的光学能量损耗；该项发明提供的制备方法，不需要采用任何还原剂，产生蓝光发射的二价铕离子，是在合成过程中由掺入的三价铕离子与掺入的三价铽离子之间产生电子转移形成的，即三价铽离子失去一个电子，部分地氧化成不发光的四价铽离子，而三价铕离子得到一个电子，部分地还原成发蓝光的二价铕离子。这样，在发光材料中就有发红光的三价铕离子、发绿光的三价铽离子、发蓝光的二价铕离子和不发光的四价铽离子四种稀土离子共存，紫外光激发下发射的红、绿、蓝三基色光复合成白色光发出。该项发明提供的制备方法，省去了特定的还原工艺过程。因此简化和净化了流程，方便了操作。

目前，该项发明的原理和相关技术，已扩展到硫氧化物以及多孔材料。为探找新的发光材料及其应用拓宽了领域。