动态荧光照明材料及其制备方法

1.本发明属于无机发光材料领域，涉及一种动态荧光照明材料及其制备方法。


背景技术：

2.通过在蓝光（gan）led芯片上涂敷黄色yag荧光粉实现了白光发射，白光led的出现使led的应用领域从信号灯、指示灯拓宽到显示、汽车和特种照明等领域，开辟了照明领域的新纪元。最初出现的白光led功率非常小，仅有几个毫瓦，随着外延技术与芯片技术的改进，白光led的功率得到飞速发展，从几十毫瓦、几百毫瓦到现在的几十瓦、上百瓦，这些情形为单色显示。在某些特殊环境条件下，动态荧光信息显示技术也非常重要。
3.在紫外激发条件下，很多材料体系都具备下转移发光性能，颜色非常丰富，例如在紫外灯照射下，ce/mn共掺体系发射mn
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的宽谱带绿光， ce/eu共掺呈现窄带红光。余辉发光材料能够通过吸收紫外光存储能量，并在关闭激发光源后，仍然可以发光,比如sral2o4:eu
2
在紫外灯激发下呈绿色，停止激发后呈现绿色余辉。因此，通过复合余辉发光材料与下转移发光材料，在开关激发光源条件下，能够实现动态的颜色变化，用于动态荧光照明。本发明提出的方法可以拓展于其它体系，比如改变核纳米晶中的激活离子或基质，以及壳层的余辉颜色等。


技术实现要素：

4.本发明公开一种动态荧光照明方法，具体是以csscf4: li

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为核，制备csscf4: li

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@sral
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核壳纳米晶，实现在开关365nm紫外激发光源条件下的动态颜色变化，用于动态荧光照明。
5.为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：动态荧光照明材料，照明材料采用csscf4: li

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为核纳米晶，采用外延生长溶剂热法制备核壳纳米晶。
6.作为优选，核中掺杂li

，壳层中掺杂pb
2
，调控动态颜色变化频率。
7.进一步的，通过在壳层中掺杂pb
2
，改变eu
2
离子晶体场环境，调节eu
2
离子的初始余辉强度。
8.进一步的，通过在核纳米晶中掺杂li

，改变eu
3
离子晶体场环境，调节eu
3
的发光强度进一步的，核壳纳米晶在365nm紫外灯照射下呈黄光，同时包含eu
3
离子的红光与eu
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离子的蓝绿光，关闭紫外灯后，呈现eu
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离子的蓝绿光余辉发射。
9.作为优选，照明材料的化学式是：csscf4: li

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@sral
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。
10.一种动态荧光照明方法，依次包括如下步骤：（1）按摩尔百分比将0.8-0.9毫摩尔乙酸铯，0.1-0.2毫摩尔硝酸锂，0.85-0.95毫摩尔硝酸钪，0.05-0.15毫摩尔硝酸铕，3-5毫摩尔氟化铵，10-20毫升水与10-20毫升油酸在室温剧烈搅拌30-60分钟，然后转移至水热反应釜中，并在190度保温12小时，用乙醇与环己
烷混合液离心洗涤得到csscf4: li

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核纳米晶；（2）按摩尔百分比将0.7-0.9毫摩尔三氟乙酸锶，0.1-0.3毫摩尔碳酸铅，0.2
ꢀ‑
0.4毫摩尔硝酸铝，0.6
ꢀ‑
0.8毫摩尔硝酸钇，0.1-0.2毫摩尔硝酸铕，10-20毫升水与10-20毫升油酸在室温下搅拌30-40分钟；（3）在步骤（2）中加入csscf4: li

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核纳米晶与10-20毫升油胺，在室温下搅拌30-60分钟，然后加入含有的3-5毫摩尔氟化铵的水溶液，在室温下搅拌40-60分钟，然后转移到水热釜中，并在190度保温12小时，用乙醇与环己烷混合液离心洗涤得到csscf4: li

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@sral
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核壳纳米晶。
11.采用上述技术方案的动态荧光照明材料，采用csscf4: li

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为核纳米晶，采用外延生长溶剂热法制备核壳纳米晶，在开关365nm紫外激发光源条件下，能够输出不同的颜色，可以用于动态荧光照明。荧光粉的化学式是csscf4: li

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@sral
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，主要创新点如下：其一，在csscf4纳米晶体系中，获得了365nm激发的明亮三价eu
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红光；其二，通过在核纳米晶中掺杂li

离子，改变eu
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离子晶体场环境，能够调节eu
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的发光强度；其三，在csscf4: li

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核纳米晶表面包覆sral
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，获得了csscf4: li

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@ sral
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新体系；其四，在壳层中掺杂pb
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离子，能够调节二价eu
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离子的初始余辉强度；其五，在365nm紫外激发条件下，产物同时包含三价eu
3
红光与二价eu
2
蓝光，停止激发后，产物只体现二价eu
2
蓝光。此外，本发明的制备方法简单、成本低、产量高，能够很好地应用于动态荧光照明。
附图说明
12.图1：实施例csscf4: li

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@sral
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纳米晶的x射线衍射图；图2：实施例csscf4: li

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纳米晶的扫描电子显微镜图；图3：实施例csscf4: li

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纳米晶在365nm紫外灯激发条件下的发射光谱；图4：实施例csscf4: li

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@sral
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纳米晶在停止365nm紫外灯激发条件下的发射光谱；图5：对比例csscf4: eu
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@sral
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纳米晶在365nm紫外灯激发条件下的发射光谱；图6：对比例csscf4: li

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@sral
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纳米晶在365nm紫外灯激发条件下的发射光谱。
具体实施方式
13.下面结合图1-6对本专利做进一步的说明。
实施例
14.动态荧光照明材料，化学式是csscf4: li

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@sral
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，依次包括如下步骤：（1）将0.8毫摩尔乙酸铯， 0.2毫摩尔硝酸锂， 0.95毫摩尔硝酸钪，0.05毫摩尔硝
酸铕，4毫摩尔氟化铵，15毫升水与10毫升油酸在室温剧烈搅拌40分钟，然后转移至水热反应釜中，并在190度保温12小时，用乙醇与环己烷混合液离心洗涤得到csscf4: li

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核纳米晶；（2）将0.7毫摩尔三氟乙酸锶，0.1毫摩尔碳酸铅，0.4毫摩尔硝酸铝，0.6毫摩尔硝酸钇，0.1毫摩尔硝酸铕，10毫升水与20毫升油酸在室温下搅拌40分钟；（3）在步骤（2）中加入csscf4: li

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核纳米晶与15毫升油胺，在室温下搅拌35分钟，然后加入含有的5毫摩尔氟化铵的水溶液，在室温下搅拌60分钟，然后转移到水热釜中，并在190度保温12小时，用乙醇与环己烷混合液离心洗涤得到csscf4: li

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@sral
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核壳纳米晶。
15.按上述方法制得的csscf4: li

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@sral
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核壳纳米晶，粉末x射线衍射分析表明所合成的产物为纯四方相（图1），产物顶部呈现四边形（图2），与粉末x射线衍射结果一致；在365nm紫外灯激发条件下，光谱上同时包含三价eu
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的红光与二价eu
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蓝光（图3），其中红光为窄带发射，对应于4f-4f跃迁，蓝光为宽带发射，对应于5d-4f跃迁；当停止365nm紫外灯激发后，纳米晶表现出二价eu
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蓝光（图4），这是由于壳层中pb
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离子掺杂后，在基质晶格中引入了缺陷态，这些缺陷态能够捕获入射光子并存储，停止激发后，缺陷态中的电子经导带释放并再次填充二价eu
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离子的5d能级，形成蓝色余辉发光。
16.在开关紫外灯时，发光颜色由黄色转变为蓝色。通过改变pb
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离子掺杂浓度，可以调控余辉强度的衰减速率，比如当掺杂pb
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离子浓度为10%时，余辉亮度在20分钟后仍非常明亮，那么关闭紫外灯后可以等待20分钟再开启，使其颜色转变为黄色；当掺杂pb
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离子浓度为2%时，余辉亮度在1分钟后仍非常明亮，那么关闭紫外灯后可以等待1分钟再开启，使其颜色转变为黄色。因此，可以通过调控pb
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离子掺杂浓度，改变紫外灯开与关的间隔时长，控制颜色的转变。
17.对比例1对比例csscf4: eu
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@sral
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纳米晶的制备方法与实施例相似，区别在于将步骤（1）中去掉硝酸锂。
18.按上述方法制备csscf4: eu
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@sral
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2
纳米晶，与实施例的区别是核纳米晶晶格中没有掺杂li

离子。在365nm紫外灯激发条件下，由于eu
3
发光较弱，光谱中仅含有eu
2
离子的发光，呈蓝色，关闭紫外灯后，仍呈现蓝色余辉，即开光紫外灯情况下，无颜色的转变。这个实验结果说明，li

离子能够大幅提高eu
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发光，使365nm紫外灯激发条件下的颜色呈黄色。
19.对比例2对比例csscf4: li

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纳米晶的制备方法与实施例相似，区别在于将步骤（2）中去掉碳酸铅。
20.对比例csscf4: li

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f5: eu
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纳米晶与实施例的区别在于，产物中的壳层没有掺杂pb
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离子。在365nm紫外灯激发条件下，由于eu
2
发光较弱，光谱中仅含有eu
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离子的发光，呈红色，关闭紫外灯后，无余辉发光，即开光紫外灯情况下，无颜色的转变。这个实验结果说明，pb
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离子掺杂能够大幅提高eu
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发光以及余辉发光。