CN102933689B - 一种颜色可调的荧光粉及其制备方法 - Google Patents

一种颜色可调的荧光粉及其制备方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种颜色可调的荧光粉，其化学通式为(YaGdbEuc)2O3•xZn(1-m)AlmO，其中，0≤a≤0.99，0≤b≤0.99，0.01≤c≤0.08，且a+b+c=1，a和b不同时为0，x为Zn(1-m)AlmO与(YaGdbEuc)2O3的摩尔数比，0.01≤x≤0.20，0.001≤m≤0.05。还提供了上述荧光粉的制备方法，包括以下步骤：向含有所需组分的混合溶液中加入含有络合剂的醇水混合溶液、表面活性剂，从而获得前驱体溶液，然后对其陈化，进行煅烧处理，冷却后获得所述荧光粉。

Description

一种颜色可调的荧光粉及其制备方法
技术领域
本发明属于光电子和照明技术领域，具体涉及一种颜色可调的荧光粉及其制备方法
背景技术
随着高品质显示与照明器件在工作与生活中越来越广泛的发展和应用，高效率与长使用寿命的荧光粉成为照明与显示器件中的重要组成部分，荧光粉的性能成为影响器件质量的直接因素，尤其是在场发射器件中，电子容易在荧光粉表面富集，降低电子束的轰击能力，从而降低器件的亮度，因此，荧光粉的导电性能成为制约照明与显示器件性能的一个非常重要的因素。
目前所采用的荧光材料多为硫化锌和稀土离子激活的氧化物、硫氧化物粉体，对于硫化物荧光粉来说，发光亮度较高，具有一定的导电性，但在大束流电子束的轰击下容易发生分解，减低荧光粉的发光效率；氧化物荧光粉稳定性好，但其在低压电子束轰击下发光效率不够高，而且材料均为不导电的绝缘体，性能有待于改进和提高。与此同时，高质量的照明与显示器件也对荧光粉的颜色可调提出了要求，因此，如何在实现荧光粉高发光亮度的前提下，同时实现荧光粉发光颜色的可调一直是材料学、光电子学及照明技术领域中研究的重要内容。对发明的公开技术问题
有鉴于此，提供一种发光亮度高、颜色可调的荧光粉。
以及，提供一种颜色可调的荧光粉的制备方法。技术解决方案
一种颜色可调的荧光粉，其化学通式为(YaGdbEuc)2O3·xZn(1-m)AlmO，其中，0≤a≤0.99，0≤b≤0.99，0.01≤c≤0.08，且a+b+c＝1，a、b不同时为0，x为Zn(1-m)AlmO与(YaGdbEuc)2O3的摩尔数比，0.01≤x≤0.20，0.001≤m≤0.05。
以及，一种颜色可调的荧光粉的制备方法，其包括如下步骤：
配制Zn2+、Al3+溶液，以及按照化学通式(YaGdbEuc)2O3中的相应元素摩尔比，配制Y3+、Eu3+、Gd3+溶液或Eu3+、Gd3+溶液或Y3+、Eu3+溶液；
按照化学通式(YaGdbEuc)2O3·xZn(1-m)AlmO中的相应摩尔比例，取上述各溶液，其中0≤a≤0.99，0≤b≤0.99，0.01≤c≤0.08，且a+b+c＝1，a、b不同时为0，x为Zn(1-m)AlmO与(YaGdbEuc)2O3的摩尔数比，0.01≤x≤0.20，0.001≤m≤0.05，加入含有络合剂的醇水混合溶液、表面活性剂，得前驱体溶液；
将所述前驱体溶液陈化，再进行煅烧处理，冷却后研磨，制得颜色可调的荧光粉。有益效果
上述荧光粉引入导电物质ZnAlO，使得聚集在荧光粉表面的电子能够有效导出，使得所制备的荧光粉在阴极射线继发性的发光亮度提高，改善了现有荧光粉导电性能不高的劣势，而且通过调整具有发光性能的导电材料的加入比例以及改变阴极射线激发电压能够实现荧光粉发光颜色可调。
附图说明
图1是本发明实施例的颜色可调的荧光粉的制备方法的流程图；
图2是本发明实施例6所制备荧光粉在阴极射线7kV下的光谱图(a)以及在阴极射线5kV下的光谱图(b)；
图3是本发明实施例6制备的Y1.90Eu0.10O3·0.05Zn0.97Al0.03O荧光粉在阴极射线5kV激发下的色坐标；
图4是本发明实施例6制备的Y1.90Eu0.10O3·0.05Zn0.97Al0.03O荧光粉在阴极射线7kV激发下的色坐标；
图5是本发明实施例5及实施例6所制备的掺入不同比例Zn0.97Al0.03O的Y1.90Eu0.10O3荧光粉在阴极射线7kV激发下的光谱图，其中，c为Y1.90Eu0.10O3·0.03Zn0.97Al0.03O荧光粉的光谱图，d为Y1.90Eu0.10O3·0.05Zn0.97Al0.03O荧光粉的光谱图；
图6是本发明实施例5所制备的Y1.90Eu0.10O3·0.03Zn0.97Al0.03O荧光粉在阴极射线7kV激发下的色坐标；
图7是本发明实施例6所制备的Y1.90Eu0.10O3·0.05Zn0.97Al0.03O荧光粉在阴极射线7kV激发下的色坐标。本发明的实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种颜色可调的荧光粉，其化学通式为(YaGdbEuc)2O3·xZn(1-m)AlmO，其中，0≤a≤0.99，0≤b≤0.99，0.01≤c≤0.08，且a+b+c＝1，a、b不同时为0，x为Zn(1-m)AlmO与(YaGdbEuc)2O3的摩尔数比，0.01≤x≤0.20，0.001≤m≤0.05。
荧光粉(YaGdbEuc)2O3·xZn(1-m)AlmO中Zn(1-m)AlmO所占的比例不同，在400～600nm处的Zn(1-m)AlmO荧光发射峰与在600～625nm处稀土荧光发射峰之比会有相应改变，从而实现配比不同带来的荧光粉颜色可调。与此同时，由于Zn(1-m)AlmO和稀土的荧光发光机理不同。当激发电压的变化时，两个发光峰强度的变化也会不同，从而激发电压不同能够实现荧光粉的颜色可调。
荧光粉中起到导电作用的是Zn(1-m)AlmO，其为一种化合物半导体，能够使得聚集在荧光粉表面的电子能够有效导出，使得所制备的荧光粉在阴极射线激发下的发光亮度提高。
请参阅图1，说明本发明实施例的颜色可调的荧光粉制备方法的流程，该制备方法包括如下步骤：
S01：配制Zn2+、Al3+溶液，以及按照化学通式(YaGdbEuc)2O3中的相应元素摩尔比，配制Y3+、Eu3+、Gd3+溶液或Eu3+、Gd3+溶液或Y3+、Eu3+溶液；
S02：按照化学通式(YaGdbEuc)2O3·xZn(1-m)AlmO中的相应摩尔比例，取上述各溶液，其中0≤a≤0.99，0≤b≤0.99，0.01≤c≤0.08，且a+b+c＝1，a、b不同时为0，x为Zn(1-m)AlmO与(YaGdbEuc)2O3的摩尔数比，0.01≤x≤0.20，0.001≤m≤0.05，加入含有络合剂的醇水混合溶液、表面活性剂，得前驱体溶液；
S03：对所述前驱体溶液陈化，再进行煅烧处理，冷却后研磨，制得颜色可调的荧光粉。
步骤S01中，Zn2+、Al3+溶液可以选用其相应的醋酸盐、硝酸盐、盐酸盐和硫酸盐等可溶性盐配制。具体为，称取适量的反应物，用去离子水溶解于容器中，溶液中Zn2+和Al3+的总浓度为0.1～2.00mol/L，且Zn2+和Al3+的摩尔量之比为99.9∶0.1～95∶5。Y3+、Eu3+、Gd3+溶液(I溶液)或Eu3+、Gd3+溶液(II溶液)或Y3+、Eu3+溶液(III溶液)可选用各自对应的硝酸盐或者盐酸盐等可溶性盐配制，也可以选用稀土氧化物或草酸盐作为原料配制。选用可溶性盐的配制方法与Zn2+、Al3+溶液类似，选用稀土氧化物或者草酸盐作为原料，具体步骤为，在15oC～100oC加热搅拌下，将适量稀土氧化物或者草酸盐用分析纯盐酸(36～37％，11.7mol/L)或者分析纯硝酸(65～68％，14.4～15.2mol/L)溶解于容器中，再加入去离子水配制成需要的浓度。
步骤S02具体为，量取适量所配制的I溶液或II溶液或III溶液，加入所配置的Zn2 +、Al3+溶液，保持Zn2+、Al3+的摩尔量与I溶液或II溶液或III溶液的摩尔量之比为(0.01～0.20)∶1，再加入含有络合剂的醇水混合溶液，配置成0.1～1.00mol/L的掺入Zn2+、Al3+的I溶液或II溶液或III溶液的醇水溶液40mL，其中水与乙醇的体积比为1∶(1～7)，同时保持柠檬酸与原料中金属离子的摩尔比为(1～5)∶1，再在溶液中加入表面活性剂，使表面活性剂的浓度为0.05～0.20g/mL。将所配置的掺入Zn2+、Al3+的I溶液或II溶液或III溶液醇水溶液在40～70℃水浴中搅拌2～6h后，置于60～100℃烘箱中陈化40～60h，得到掺入Zn2+、Al3+离子的I溶液或II溶液或III溶液胶体。其中，所用络合剂优选为分析纯的柠檬酸；表面活性剂优选为分析纯的聚乙二醇6000、聚乙二醇8000、聚乙二醇10000、聚乙二醇20000中至少一种。
步骤S03具体为，将所制备的掺入Zn2+、Al3+的I溶液或II溶液或III溶液置于100～200℃烘箱中陈化48～96h，进行烘干处理，再将烘干后的产物置于刚玉坩埚中，在空气气氛中于800～1300℃煅烧处理0.5～6h，冷却、研磨。
该颜色可调的荧光粉的制备方法采用溶胶-凝胶法，只需控温以及按合适比例添加各反应物即能得到产物，因此，该颜色可调的制备方法工艺简单、设备要求低、制备周期短。
以下通过多个实施例来举例说明颜色可调的荧光粉的不同组成及其制备方法，以及其性能等方面。
实施例1
[33]称取21.9281g Zn(CH3COO)2·2H2O，0.0375g Al(NO3)3·9H2O溶于100mL去离子水中，配制成1mol/L的Zn2+、Al3+水溶液，其中，Zn2+与Al3+的摩尔比为99.9∶0.1。
称取37.9180g Y(NO3)3·6H2O和0.4441g Eu(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配置浓度为1mol/L的Y3+、Eu3+水溶液，其中，Eu3+与Y3+的摩尔比为1∶99。
量取4mL浓度为1mol/L的Y3+、Eu3+水溶液，加入1mL去离子水和35mL无水乙醇后，再加入0.4mL所制备的Zn2+、Al3+水溶液，3.3817g柠檬酸和2g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌4h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Eu3+前驱体溶液，然后将前驱体溶液置于90℃烘箱中陈化40h，得到均匀的掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Eu3+胶体。
将所制备的胶体置于100℃烘箱中干燥48h，然后在800℃马弗炉中保温2h，冷却后研磨，制得化学式为Y1.98Eu0.02O3·0.1Zn0.999Al0.0mO的荧光粉。
实施例2
称取43.0220g Zn(CH3COO)2·2H2O，1.1502g ZnSO4·7H2O溶于100mL去离子水中，配制成2mol/L的Zn2+、Al3+水溶液，其中，Zn2+与Al3+的摩尔比为98∶2。
称取76.5254g Y(NO3)3·6H2O和0.8920g Eu(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配制浓度为2mol/L的Y3+、Eu3+水溶液，其中，Eu3+与Y3+的摩尔比为1∶99。
量取20mL浓度为2.00mol/L的Y3+、Eu3+水溶液，加入20mL无水乙醇、0.2mL所制备的Zn2+、Al3+水溶液，7.7625g柠檬酸和8g聚乙二醇10000，于50℃水浴条件下搅拌6h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Eu3+前驱体溶液，然后将前驱体溶液于60℃烘箱中陈化60h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Eu3+的胶体。
将所制备的胶体置于200℃烘箱中干燥50h，然后在1000℃马弗炉中保温3h，冷却后研磨，制得化学式为Y1.98Eu0.02O3·0.01Zn0.98Al0.02O的荧光粉。
实施例3
称取10.5769g ZnCl2，0.9003g Al(NO3)3·9H2O溶于100mL去离子水中，配制成0.8mol/L的Zn2+、Al3+水溶液，其中，Zn2+与Al3+摩尔比为97∶3。
称取18.7675g Y(NO3)3·6H2O和0.4461g Eu(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配制浓度为0.5mol/L的Y3+、Eu3+水溶液，其中，Eu3+与Y3+的摩尔比为1∶49。
量取8mL浓度为0.50mol/L的Y3+、Eu3+水溶液，加入32mL无水乙醇、0.5mL所制备的Zn2+、Al3+水溶液，4.2271g柠檬酸和4g聚乙二醇8000，于40℃水浴条件下搅拌6h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Eu3+前驱体溶液，然后将前驱体溶液于90℃烘箱中陈化60h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Eu3+胶体。
将所制备的胶体置于150℃烘箱中干燥96h，然后在1300℃马弗炉中保温0.5h，冷却后研磨，制得化学式为Y1.96Eu0.04O3·0.1Zn0.97Al0.03O的荧光粉。
实施例4
称取22.3147g ZnSO4·7H2O，0.5794g AlCl3·6H2O溶于100mL去离子水中，配制成0.8mol/L的Zn2+、Al3+水溶液，其中，Zn2+与Al3+的摩尔比为97∶3。
称取37.9180g Y(NO3)3·6H2O和0.4441g Eu(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配制浓度为1mol/L的Y3+、Eu3+水溶液，其中，Eu3+与Y3+的摩尔比为1∶99。
量取20mL浓度为1.00mol/L的Y3+、Eu3+水溶液，加入20mL无水乙醇、1.25mL所制备的Zn2+、Al3+水溶液，4.0349g柠檬酸和5g聚乙二醇20000，于60℃水浴条件下搅拌4h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Eu3+前驱体溶液，然后将前驱体溶液于80℃烘箱中陈化56h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Eu3+胶体。
将所制备的胶体置于100℃烘箱中干燥96h，然后在800℃马弗炉中保温6h，冷却后研磨，制得化学式为Y1.98Eu0.02O3·0.05Zn0.97Al0.03O的荧光粉。
实施例5
称取22.3147g ZnSO4·7H2O，0.5794g AlCl3·6H2O溶于100mL去离子水中，配制成0.8mol/L的Zn2+、Al3+水溶液，其中，Zn2+与Al3+的摩尔比为97∶3。
称取28.6899g草酸钇和1.7201g草酸铕在15oC搅拌条件下溶于20mL硝酸中，再加去离子水至100mL，配制浓度为1mol/L的Y3+、Eu3+水溶液，其中，Eu3+与Y3+的摩尔比为1∶19。
量取20mL浓度为1.00mol/L的Y3+、Eu3+水溶液，加入20mL无水乙醇、0.75mL所制备的Zn2+、Al3+水溶液，7.9162g柠檬酸和4g聚乙二醇10000，于70℃水浴条件下搅拌4h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Eu3+前驱体溶液，然后将前驱体溶液于60℃烘箱中陈化60h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Eu3+胶体。
将所制备的胶体置于100℃烘箱中干燥56h，然后在1000℃马弗炉中保温2h，冷却后研磨，制得化学式为Y1.90Eu0.10O3·0.03Zn0.97Al0.03O的荧光粉。
实施例6
称取22.3147g ZnSO4·7H2O，0.5794g AlCl3·6H2O溶于100mL去离子水中，配制成0.8mol/L的Zn2+、Al3+水溶液，其中，Zn2+与Al3+的摩尔比为97∶3。
称取28.6899g草酸钇和1.7201g草酸铕在15oC搅拌条件下溶于20mL硝酸中，再加去离子水至100mL，配制浓度为1mol/L的Y3+、Eu3+水溶液，其中，Eu3+与Y3+的摩尔比为1∶19。
量取20mL浓度为1.00mol/L的Y3+、Eu3+水溶液，加入20mL无水乙醇、1.25mL所制备的Zn2+、Al3+水溶液，7.9162g柠檬酸和4g聚乙二醇10000，于70℃水浴条件下搅拌4h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Eu3+前驱体溶液，然后将前驱体溶液于60℃烘箱中陈化60h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Eu3+胶体。
将所制备的胶体置于100℃烘箱中干燥56h，然后在1000℃马弗炉中保温2h，冷却后研磨，制得化学式为Y1.90Eu0.10O3·0.05Zn0.97Al0.03O的荧光粉。
实施例7
称取21.9281g Zn(CH3COO)2·2H2O，0.0375g Al(NO3)3·9H2O溶于100mL去离子水中，配制成1mol/L的Zn2+、Al3+水溶液，其中，Zn2+与Al3+的摩尔比为99.9∶0.1。
称取10.7260g Y2O3和0.8798g Eu2O3，在60oC搅拌条件下溶于27mL盐酸中，再加去离子水至100mL，配制浓度为1mol/L的Y3+、Eu3+水溶液，其中，Eu3+与Y3+的摩尔比为1∶19。
量取8mL浓度为1.00mol/L的Y3+、Eu3+水溶液，加入32mL无水乙醇、1.6mL所制备的Zn2+、Al3+水溶液，7.3781g柠檬酸和7g聚乙二醇6000，于60℃水浴条件下搅拌4h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Eu3+前驱体溶液，然后将前驱体溶液于70℃烘箱中陈化60h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Eu3+胶体。
将所制备的胶体置于120℃烘箱中干燥48h，然后在1000℃马弗炉中保温2h，冷却后研磨，制得化学式为Y1.90Eu0.10O3·0.2Zn0.999Al0.001O的荧光粉。
实施例8
称取2.8857g Zn(NO3)2·6H2O，0.0724g AlCl3·6H2O溶于100mL去离子水中，配制成0.1mol/L的Zn2+、Al3+水溶液，其中Zn2+与Al3+的摩尔比为97∶3。
称取42.4281g Gd(NO3)3·6H2O和2.6760g Eu(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配制浓度为0.1mol/L的Gd3+、Eu3+水溶液1L，其中Eu3+与Gd3+的摩尔比为3∶47。
量取20mL浓度为0.1mol/L的Gd3+、Eu3+水溶液，加入20mL无水乙醇、1.6mL所制备的Zn2+、Al3+水溶液，2.0751g柠檬酸和5g聚乙二醇10000，于70℃水浴条件下搅拌2h，得到掺入Zn2+、Al3+的Gd3+、Eu3+前驱体溶液，然后将前驱体溶液置于90℃烘箱中陈化40h，得到掺入Zn2+、Al3+的Gd3+、Eu3+胶体。
将所制备的胶体置于130℃烘箱中干燥59h，然后在1100℃马弗炉中保温2h，冷却后研磨，制得化学是为Gd1.88Eu0.12O3·0.08Zn0.97Al0.03O的荧光粉。
实施例9
称取14.1308g Zn(NO3)2·6H2O，0.9378g Al(NO3)3·9H2O溶于100mL去离子水中，配制成0.5mol/L的Zn2+、Al3+水溶液，其中，Zn2+与Al3+的摩尔比为95∶5。
称取22.1166g Gd(NO3)3·6H2O和0.4461Eu(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配制浓度为0.5mol/L的Gd3+、Eu3+水溶液，其中，Eu3+与Gd3+的摩尔比为1∶49。
量取10mL浓度为0.5mol/L的Gd3+、Eu3+水溶液，加入8mL去离子水及22mL无水乙醇、再加入O.6mL所制备的Zn2+、Al3+水溶液，3.0550g柠檬酸和4g聚乙二醇10000，于50℃水浴条件下搅拌6h，得到掺入Zn2+、Al3+的Gd3+、Eu3+前驱体溶液，然后将前驱体溶液于100℃烘箱中陈化40h，得到掺入Zn2+、Al3+的Gd3+、Eu3+胶体。
将所制备的胶体置于130℃烘箱中干燥59h，然后在1200℃马弗炉中保温2h，冷却后研磨，制得化学式为Gd1.96Eu0.04O3·0.06Zn0.95Al0.05O的荧光粉。
实施例10
称取21.9281g Zn(CH3COO)2·2H2O，0.0375g Al(NO3)3·9H2O溶于100mL去离子水中，配制成1mol/L的Zn2+、Al3+水溶液，其中，Zn2+与Al3+的摩尔比为99.9∶0.1。
称取62.5670g草酸钆和1.7201g草酸铕在60℃搅拌条件下溶于20mL硝酸中，再加去离子水至100mL，配制浓度为1mol/L的Gd3+、Eu3+水溶液，其中，Eu3+与Gd3 +的摩尔比为1∶19。
量取8mL浓度为1mol/L的Gd3+、Eu3+水溶液，加入32mL无水乙醇、0.4mL所制备的Zn2+、Al3+水溶液，3.2280g柠檬酸和4g聚乙二醇10000，于70℃水浴条件下搅拌6h，得到掺入Zn2+、Al3+的Gd3+、Eu3+前驱体溶液，然后将前驱体溶液于90℃烘箱中陈化60h，得到掺入Zn2+、Al3+的Gd3+、Eu3+胶体。
将所制备的胶体置于130℃烘箱中干燥59h，然后在1200℃马弗炉中保温2h，冷却后研磨，制得化学式为Gd1.9Eu0.1O3·0.05Zn0.999Al0.001O的荧光粉。
实施例11
称取21.9281g Zn(CH3COO)2·2H2O，0.0375g Al(NO3)3·9H2O溶于100mL去离子水中，配制成1mol/L的Zn2+、Al3+水溶液，其中，Zn2+与Al3+的摩尔比为99.9∶0.1。
称取34.4375g Y2O3和0.8798g Eu2O3在40℃搅拌条件下溶于20mL硝酸中，再加去离子水至100mL，配制浓度为1mol/L的Gd3+、Eu3+水溶液，其中，Eu3+与Gd3+的摩尔比为1∶19。
量取20mL浓度为1.00mol/L的Gd3+、Eu3+水溶液，加入20mL无水乙醇、0.2mL所制备的Zn2+、Al3+水溶液，11.7590g柠檬酸和4g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌4h，得到掺入Zn2+、Al3+的Gd3+、Eu3+前驱体溶液，然后将前驱体溶液于80℃烘箱中陈化56h，得到掺入Zn2+、Al3+的Gd3+、Eu3+胶体。
将所制备的胶体置于100℃烘箱中干燥50h，然后在800℃马弗炉中保温2h，冷却后研磨，制得化学式为Gd1.9Eu0.1O3·0.01Zn0.999Al0.001O的荧光粉。
实施例12
称取2.8857g Zn(NO3)2·6H2O，0.0724g AlCl3·6H2O溶于100mL去离子水中，配制成0.1mol/L的Zn2+、Al3+水溶液，其中Zn2+与Al3+的摩尔比为97∶3。
称取34.1964g GdCl3和2.8154g EuCl3在15℃搅拌条件下溶于去离子水中，配制浓度为0.1mol/L的Gd3+、Eu3+水溶液1L，其中，Eu3+与Gd3+的摩尔比为2∶23。
量取20mL浓度为0.1mol/L的Gd3+、Eu3+水溶液，加入20mL无水乙醇、2mL所制备的Zn2+、Al3+水溶液，0.8454g柠檬酸和4g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌4h，得到掺入Zn2+、Al3+的Gd3+、Eu3+前驱体溶液，然后将前驱体溶液于60℃烘箱中陈化60h，得到掺入Zn2+、Al3+的Gd3+、Eu3+胶体。
将所制备的胶体置于100℃烘箱中干燥48h，然后在1200℃马弗炉中保温2h，冷却后研磨，制得化学式为Gd1.84Eu0.16O3·0.1Zn0.97Al0.03O的荧光粉。
实施例13
称取14.1308g Zn(NO3)2·6H2O，0.9378g Al(NO3)3·9H2O溶于100mL去离子水中，配制成0.5mol/L的Zn2+、Al3+水溶液，其中，Zn2+与Al3+的摩尔比为95∶5。
称取3.4471g Y(NO3)3·6H2O、18.0544g Gd(NO3)3·6H2O和0.4461g Eu(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配制浓度为0.5mol/L的Y3+、Gd3+、Eu3+水溶液，其中，Y3+、Gd3+、Eu3+的摩尔比为18∶80∶2。
量取10mL浓度为0.5mol/L的Y3+、Gd3+、Eu3+水溶液，加入5mL去离子水、25mL无水乙醇、1.5mL所制备的Zn2+、Al3+水溶液，2.2096g柠檬酸和4g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌4h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Gd3+、Eu3+前驱体溶液，然后将前驱体溶液于70℃烘箱中陈化60h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Gd3+、Eu3+的胶体。
将所制备的胶体置于150℃烘箱中干燥75h，然后在1200℃马弗炉中保温2h，冷却后研磨，制得化学式为Y0.36Gd1.6Eu0.04O3·0.15Zn0.95Al0.05O的荧光粉。
实施例14
称取43.0220g Zn(CH3COO)2·2H2O，1.1502g Al2(SO4)3溶于100mL去离子水中，配制成2mol/L的Zn2+、Al3+水溶液，其中，Zn2+与Al3+的摩尔比为98∶2。
称取3.4471g Y(NO3)3·6H2O、40.6224g Gd(NO3)3·6H2O和0.4441g Eu(NO3)3·6H2O溶于去离子水中，配制浓度为1mol/L的Y3+、Gd3+、Eu3+水溶液，其中，Y3+、Gd3+、Eu3+的摩尔比为9∶90∶1。
量取8mL浓度为1.00mol/L的Y3+、Gd3+、Eu3+水溶液，加入32mL无水乙醇、0.2mL所制备的Zn2+、Al3+水溶液，3.2280g柠檬酸和4g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌4h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Gd3+、Eu3+前驱体溶液，然后将前驱体溶液于70℃烘箱中陈化60h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Gd3+、Eu3+的胶体。
将所制备的胶体置于120℃烘箱中干燥48h，然后在1000℃马弗炉中保温2h，冷却后研磨，制得化学式为Y0.18Gd1.8Eu0.02O3·0.05Zn0.98Al0.02O的荧光粉。
实施例15
称取21.9281g Zn(CH3COO)2·2H2O，0.0375g Al(NO3)3·9H2O溶于100mL去离子水中，配制成1mol/L的Zn2+、Al3+水溶液100mL，其中，Zn2+与Al3+的摩尔比为99.9∶0.1。
称取30.2000g草酸钇、29.6370g草酸钆和1.7201g草酸铕在60℃搅拌条件下溶于27mL盐酸中，再加去离子水至100mL，配制浓度为1mol/L的Y3+、Gd3+、Eu3+水溶液，其中，Y3+、Gd3+、Eu3+的摩尔比为50∶45∶5。
量取4mL浓度为1.00mol/L的Y3+、Gd3+、Eu3+水溶液，加入6mL去离子水、30mL无水乙醇、0.48mL所制备的Zn2+、Al3+水溶液，2.5824g柠檬酸和4g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌4h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Gd3+、Eu3+前驱体溶液，然后将前驱体溶液于70℃烘箱中陈化60h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Gd3+、Eu3+的胶体。
将所制备的胶体置于120℃烘箱中干燥48h，然后在1000℃马弗炉中保温2h，冷却后研磨，制得化学式为Y1Gd0.9Eu0.1O3·0.12Zn0.999Al0.001O的荧光粉。
实施例16
称取43.0220g Zn(CH3COO)2·2H2O，1.1502g Al2(SO4)3溶于100mL去离子水中，配制成2mol/L的Zn2+、Al3+水溶液，其中，Zn2+与Al3+的摩尔比为98∶2。
称取19.1939g Y2O3、3.6250g Gd2O3和0.8798g Eu2O3在60℃搅拌条件下溶于27mL盐酸中，再加去离子水至100mL，配制浓度为1mol/L的Y3+、Gd3+、Eu3+水溶液100mL，其中，Y3+、Gd3+、Eu3+的摩尔比为85∶10∶5。
量取10mL浓度为1.00mol/L的Y3+、Gd3+、Eu3+水溶液，加入10mL去离子水、20mL无水乙醇、0.2mL所制备的Zn2+、Al3+水溶液，3.9965g柠檬酸和4g聚乙二醇10000，于60℃水浴条件下搅拌4h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Gd3+、Eu3+前驱体溶液，然后将前驱体溶液于70℃烘箱中陈化60h，得到掺入Zn2+、Al3+的Y3+、Gd3+、Eu3+的胶体。
将所制备的胶体置于120℃烘箱中干燥48h，然后在1300℃马弗炉中保温2h，冷却后研磨，制得化学式为Y1.7Gd0.2Eu0.1O3·0.1Zn0.98Al0.02O的荧光粉。
以实施例6为例，请参阅图2，显示上述实施例6制备的Y1.90Eu0.10O3·0.05Zn0.97Al0. 03O荧光粉在阴极射线激发下的光谱图，图2中的a为实施例6所制备样品在7kV下的光谱图，b为实施例6所制备样品在5kV下的光谱图，该光谱图是采用岛津RF-5301PC光谱仪分析得出。图3是本发明实施例6制备的Y1.90Eu0.10O3·0.05Zn0.97Al0.03O荧光粉在阴极射线5kV激发下的色坐标，图4是本发明实施例6制备的Y1.90Eu0.10O3·0.05Zn0.97Al0.03O荧光粉在阴极射线7kV激发下的色坐标，由图3及图4可看出，所制备的荧光粉在不同电压的阴极射线激发下可实现颜色可调。图3的色坐标为：X＝0.3406，Y＝0.4074，图4的色坐标为：X＝0.3357，Y＝0.4136。
图5是本发明实施例5及实施例6所制备的掺入不同比例Zn0.97Al0.03O的Y1.90Eu0.10O3荧光粉在阴极射线7kV激发下的光谱图，其中，c为Y1.90Eu0.10O3·0.03Zn0.97Al0.03O荧光粉的发射光谱，d为Y1.90Eu0.10O3·0.05Zn0.97Al0.03O荧光粉的发射光谱，该光谱图是采用岛津RF-5301PC光谱仪分析得出。从图中可以看出，由于ZnAlO能够使得聚集在荧光粉表面的电子能够有效导出，使得所制备的荧光粉在阴极射线激发下的发光亮度提高。图6是本发明实施例5所制备的Y1.90Eu0.10O3·0.03Zn0.97Al0.03O荧光粉在阴极射线7kV激发下的色坐标，图7是本发明实施例6所制备的Y1.90Eu0.10O3·0.05Zn0.97Al0.03O荧光粉在阴极射线7kV激发下的色坐标，由图6及图7可看出，所制备的掺入不同比例Zn(1-m)AlmO的荧光粉可实现发光颜色可调。其中，图6的色坐标为：X＝0.5189，Y＝0.3781，图7的色坐标为：X＝0.3357，Y＝0.4136。
由实施例及比较例结果可看出，在颜色可调的荧光粉的制备方法中，采用溶胶-凝胶方法，控制反应原料的配比，制备了发光性能优异的颜色可调的荧光粉，此制备工艺简单、成本低，具有广阔的生产应用前景。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种颜色可调的荧光粉，其特征在于，其化学通式为(YaGdbEuc)2O3•xZn(1-m)AlmO，其中，0≤a≤0.99，0＜b≤0.99，0.01≤c≤0.08，且a + b + c = 1，a、b不同时为0，x为Zn(1-m)AlmO与(YaGdbEuc)2O3的摩尔数比，0.01≤x≤0.20，0.001≤m≤0.05。
2. 如权利要求1所述的颜色可调的荧光粉，其特征在于，其化学通式为Gd1.88Eu0.12O3·0.08Zn0.97Al0.03O、Gd1.96Eu0.04O3·0.06Zn0.95Al0.05O、Gd1.9Eu0.1O3·0.05Zn0.999Al0.001O、Gd1.9Eu0.1O3·0.01Zn0.999Al0.001O、Gd1.84Eu0.16O3·0.1Zn0.97Al0.03O、Y0.36Gd1.6Eu0.04O3·0.15Zn0.95Al0.05O、Y0.18Gd1.8Eu0.02O3·0.05Zn0.98Al0.02O、Y1Gd0.9Eu0.1O3·0.12Zn0.999Al0.001O或Y1.7Gd0.2Eu0.1O3·0.1Zn0.98Al0.02O。
3. 一种颜色可调的荧光粉的制备方法，其包括如下步骤：
配制Zn2+、Al3+溶液，以及按照化学通式(YaGdbEuc)2O3中的相应元素摩尔比，配制Y3+、Eu3+、Gd3+溶液或Eu3+、Gd3+溶液；
按照化学通式(YaGdbEuc)2O3•xZn(1-m)AlmO中的相应元素摩尔比例，取上述各溶液，其中0≤a≤0.99，0＜b≤0.99，0.01≤c≤0.08，且a + b + c = 1，a、b不同时为0，x为Zn(1-m)AlmO与(YaGdbEuc)2O3的摩尔数比，0.01≤x≤0.20，0.001≤m≤0.05，加入含有络合剂的醇水混合溶液、表面活性剂，得前驱体溶液；
将所述前驱体溶液陈化，再进行煅烧处理，冷却后研磨，制得所述颜色可调的荧光粉。
4. 如权利要求3所述的颜色可调的荧光粉的制备方法，其特征在于，所述Zn2+ 、Al3+溶液分别用可溶性锌盐和铝盐配制，所述可溶性锌盐和铝盐为其对应醋酸盐、硝酸盐、盐酸盐和硫酸盐中的至少一种。
5. 如权利要求3所述的颜色可调的荧光粉的制备方法，其特征在于，所述Y3+、Eu3+、Gd3+溶液或Eu3+、Gd3+溶液用其相应的可溶性盐配制，所述可溶性盐为硝酸盐、盐酸盐中的至少一种。
6. 如权利要求3所述的颜色可调的荧光粉的制备方法，其特征在于，所述Y3+、Eu3+、Gd3+溶液或Eu3+、Gd3+溶液的配制步骤为：以稀土氧化物或草酸盐作为原料，在15oC～100oC搅拌下，将稀土氧化物或者草酸盐用盐酸或者硝酸溶解。
7. 如权利要求3所述的颜色可调的荧光粉的制备方法，其特征在于，所述络合剂为柠檬酸。
8. 如权利要求3所述的颜色可调的荧光粉的制备方法，其特征在于，所述醇水混合液为乙醇和水的混合液，水和乙醇的体积比为1：1~7。
9. 如权利要求3所述的颜色可调的荧光粉的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为聚乙二醇6000、聚乙二醇8000、聚乙二醇10000、聚乙二醇20000中的至少一种。
10. 如权利要求3所述的颜色可调的荧光粉的制备方法，其特征在于，所述陈化为将前驱体溶液置于100~200oC烘箱中陈化48~96 h。
11. 如权利要求3所述的颜色可调的荧光粉的制备方法，其特征在于，所述煅烧处理为在800~1300oC加热0.5~6 h。
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