蓄能清潔人造石產品的研制

王育華

能源消耗不斷增加，是近年來人類面臨的棘手問題之一。為了解決這一問題，人們積極開發新的可替代能源，但一項新能源的研究升發、產業化應用需要漫長的時問。在攻關新能源的過程中，增加現有能源的儲備和有效利用率，便成為當下緩解能源緊缺問題的有效途徑。長余輝發光材料，就是在這種情況下越來越受到重視。

長余輝發光（Long PersistentLumlnescence，LPL）材料，俗稱夜光粉或長余輝粉，是一種新型的節能功能材料。它的發光原理屬光致發光，在受到光源激發時可以有效地將部分能量儲存起來。當激發停止后，再在熱擾動下將能量以光的形式緩慢釋放出來。

長余輝發光材料這一特性應用空間非常廣泛，比如它可用于太陽能轉換和利用。白滅把太陽能儲存起來，晚上再慢慢釋放，可實現光一光轉換。曰前，長余輝發光材料已被廣泛應用于發光涂料、指示燈、建筑物、陶瓷制品、防偽、信息存儲、生物標記等各個領域中。

早期傳統的長余輝發光材料主要集中在硫化鋅（ZnS）、硫化鈣（CaS）等，其優點是發光顏色豐富，可覆蓋從藍色到紅色的發光區域，但是穩定性差、空氣中易分解、余輝初始亮度低、余輝時間短，這些缺點嚴重限制了其廣泛應用。

經過人們長期的探索研究發現，堿土鋁酸鹽長余輝發光材料具有很多優良特性，不僅發光強度高、蓄光能力強，而且化學穩定性高、余輝時間長、無毒、價格便宜。但堿土鋁酸鹽長余輝發光材料同樣存在缺點，即耐水性差、發光顏色不豐富等等。

針對這些問題，我們課題組根據材料結構優化及缺陷分布調控理論，經過長時間的研究實驗，攻克了多色長余輝發光材料及長波長長余輝發光材料的缺乏及長余輝機理等瓶頸問題，開發出了一系列化學穩定性良好、長余輝發光顏色豐富的磷酸鹽、硼酸鹽及硅酸鹽長余輝發光材料。

其中，磷酸鹽材料Ca6BaP4017；Eu2+，Ho3+”的余輝顏色為罕見的黃色，余輝初始亮度可達到0.13cd/m2，余輝衰減時問超過47h；硼酸鹽材料Ca2BO3Cl；Eu2+，Dy3+的余輝顏色為黃色，余輝峰值位于580nm，在5h的充能后，余輝初始亮度可達到0.2cd/m2，余輝衰減時問超過48h；硅酸鹽材料BaZrSi309；Eu2+，Pr3+的余輝顏色為青色，余輝峰值位于478nm，余輝初始亮度可達到0.24cd/m2，余輝衰減時間近l5h。

系列性能優異的長余輝發光材料的成功研發，豐富了長余輝發光材料“家族”，彌補了長波長長余輝發光材料的匱乏，具有重大科學研究意義和商業應用價值。

在此之后，我們研究拓展了長余輝發光材料的實際應用范同。既然長余輝發光材料具有蓄光且能發射出一定波長光的特性，那我們是不是可以利用長余輝發光材料夜間持續自發光激發全波段響應的光催化材料，從而在黑暗無光的條件下，實現污水治理、空氣凈化、抗菌殺菌等目的？

遵循這一思路，我們課題組將自主研發的紫外—可見光—近紅外響應的光催化材料Ti02和藍色長余輝發光材料CaAl204；Eu2+，Nd3+進行了復合，實現了在黑暗中持續對NO以及乙醛氣體的光催化降解。同時，利用自主研發的具有特殊形貌的磷酸銀高效可見光催化劑與Sr3Al14025；Eu2+，Dy3+長余輝發光材料協同作用，在黑暗中對羅丹明B染料溶劑實現了有效的光催化降解。

基于以上工作基礎，我們課題組與上海榮富新型材料有限公司進行產學研合作，研制成功了一種新型人造石英石材料。這一材料不需要加熱固化、不需要壓制成型、有較高的成品率和相對較低的成本，同時具有蓄能儲能、清潔抗菌、應急照明等作用，已經獲得中國發明專利授權（專利號：ZL200910009779.2及ZL200910173014.2）。

目前這一產品，已在建筑材料、工藝品、弱光照明等領域實現了廣泛應用，蓄能作用顯著，抗菌功能良好，具備良好的社會效益和經濟效益。