专利名称：一种宽带紫外激发的蓝色荧光材料及制备方法
技术领域：
本发明涉及发光材料领域，具体公开了一种宽带紫外激发的蓝色荧光材料。
背景技术：
LED照明技术将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次标志性的 飞跃，被誉为第四代照明技术。白光LED用作光源，同样的亮度，光电子芯片的 耗电量仅为普通白炽灯的1/12，寿命可延长100倍。如果我国1/3的白炽灯被LED 照明取代，每年可为国家节约用电IOOO亿千瓦，相当于一个三峡工程的发电量。 该技术的特点是安全、环保、节能、色彩丰富、微型化。
到目前为止，有两种主要的方式得到白光 一种是采用蓝光GaNIn二极管与 发黄绿光的荧光粉复合发白光；这种模式可提高光效10%左右，但显色指数不容 易调节，缺少红光成分,只能发出冷"白光"，不能满足暖白光的应用要求；另一 种是采用发射长波紫外光或紫蓝光的GaNIn 二极管与三基色荧光粉复合发白光； 此时只要荧光粉的激发波长与LED的发射波长相匹配，各色荧光粉的比例合适， 即可得到高光效的白色光谱，这种模式可望得到最佳效果,其中蓝色发光材料是非 常重要的三基色荧光粉之一。
现在广泛使用的材料是BaMgAl1()017:Eu2+蓝色发光材料，但是 BaMgAhoOn:E^+制备工艺复杂，烧结温度高，还需二次烧结，得到的荧光粉体 颗粒较大，需要长时间研磨。另外，材料受到热降解和真空紫外破坏的侵害，引 起亮度损失。沸石是一种介孔材料，具有高的比表面积和特殊的孔结构，把稀土 激活剂离子组装到沸石中，能够有效的避免激活剂的团聚引起的荧光浓度淬灭， 可有效的提高激活剂和基质之间能量转换效率和发光效率。
发明内容
本发明旨在提供一种宽带紫外激发的蓝色荧光材料，能在250 420nm的宽 带紫外下激发，可用于白光LED。
本发明还提供了这种宽带紫外激发的蓝色荧光材料的制备方法。
本发明的宽带紫外激发的蓝色荧光材料，以二价铕作为发光激活剂，以介孔 沸石为基质，其组成中，Na离子与二价铕离子的摩尔比为(l-x): x，且0.005 ^ 0.1。
介孔沸石优选为NaX或NaY型沸石。
这种宽带紫外激发的蓝色荧光材料，对250nm 420nm的紫外光区间有很强 的吸收，在370~550 nm有很强的发射，其发射主峰位于450nm。在250nm 420 nm 的紫外光照射下，发生蓝光。
制备方法为将介孔沸石与三价铕盐溶液混合搅拌，并在20 95。C下反应 12 48小时，取沉淀干燥后，加入还原剂，在600 120(TC下烧结。 烧结时间为2 8小时。
介孔沸石可选用NaX或NaY型分子筛。NaX型分子筛包括13X型沸石和 4A型沸石；NaY型分子筛包括Y型沸石。
三价铕盐可选用EuCl3或Eu(N03)3。三价铕盐溶液中铕离子浓度为 0.05mol/L 1.5moI/L。
介孔沸石与三价铕盐中铕离子的摩尔比为1: (0.1 50)。
还原剂可选用碳或者氢气。
介孔沸石的晶格中含有钠离子，通过三价的铕离子与的离子吸附及与钠离子 进行离子交换，使铕离子嵌入沸石的晶格中，再经过煅烧使三价的铕离子还原为 二价的铕离子，所得到的产品是一种宽带紫外激发的蓝色荧光材料，以铕离子为 发光激活剂，
本发明的荧光材料以二价铕离子为发光激活剂，以沸石为基质，利用沸石的 的介孔结构，避免了激活剂离子因团聚造成的荧光浓度淬灭，同时该荧光材料对250-420nm的紫外光有很强的吸收，从而产生了高的发光效率。这种荧光材料能 在250 420nm的宽带紫外下激发产生蓝光，可用于白光LED。特别是其长波紫 外LED激发的性能使得该材料具有广泛的应用前景。
采用液相法结合高温固相法，得到高效宽带紫外激发的蓝光荧光材料，而且 所得产品具有色纯度高、化学及光学性能稳定，生产工艺简单、原料廉价易得适 合工业化生产的特点，反应过程基本没有工业三废，属于绿色环保、低能耗高效 益产业。
图1为实施例1宽带紫外激发的蓝色荧光材料荧光光谱图(左边的线代表激 发光谱，右边的线代表发射光谱)
图2为实施例1宽带紫外激发的蓝色荧光材料SEM图片(2000倍)
具体实施例方式
以下通过实施实例进一步说明本发明。但应理解，这些实例只是示例性的， 本发明不局限于此。 实施例1
称取4.5000g (0.0105mol) 13X型沸石投入30ml的lmol/L EuCl3溶液中， 搅拌1小时，置于8(TC水浴24小时，离心分离去除上清液，将沉淀物放入100 'C的烘箱中烘干。将得到的前驱物放入50ml坩埚中，盖好盖子，放入150ml坩 埚中，用活性炭掩埋置马弗炉800 'C烧结4h后即得目标产物。产品在380nm的 紫外灯照射下，发出蓝色的光。其荧光光谱图及SEM图片如图1和图2所示。 组成式为Na19EuaiOAl203.2.8Si02。
从荧光光谱图可见，该产物对250nrn 420 nm的紫外光区间有很强的吸收， 在370~550 nm有很强的发射，其发射主峰位于450nm。在380nm紫外灯照射下， 产生蓝光。
实施例2
称取4.5000g (0.0105mol) 13X型沸石投入30ml的lmol/LEuCl3溶液中，搅拌1小时，置于8(TC水浴24小时，离心分离去除上清液，将沉淀物放入100'C 的烘箱中烘干。将得到的前驱物放入50ml坩埚中，盖好盖子，放入150ml坩埚 中，置于高温炉中在N2/H2气氛下80(TC烧结3 h后即得目标产物。组成式为 Na!.9Eu(u0.Al2O3-2.8SiO2。
该产物对250nm 420 nm的紫外光区间有很强的吸收，在370-550 nm有很 强的发射，其发射主峰位于450nm。在380nm紫外灯照射下，激发产生蓝光。
实施例3
称取4.5000g (0.0105mol) 13X型沸石投入30ml的0.1mol/LEuCl3溶液中， 搅拌1小时，置于8(TC水浴24小时，离心分离去除上清液，将沉淀物放入IOO 'C的烘箱中烘干。将得到的前驱物放入50ml坩埚中，盖好盖子，放入150ml坩 埚中，用活性炭掩埋置马弗炉IOO(TC烧结3 h后即得目标产物。组成式为 Nai.99Eu麵OAl203.2.8Si02。
该产物对250nm 420 nm的紫外光区间有很强的吸收，在370 550 nm有很 强的发射,其发射主峰位于450nm。在380nm紫外灯照射下，激发产生蓝光。
实施例4
称取4.5000g (0.0105mol) 13X型沸石投入30ml的lmol/L Eu(N03)3溶液中， 搅拌1小时，置于80。C水浴24小时，离心分离去除上清液，放入10(TC的烘箱 中烘千。将得到的前驱物放入50ml坩埚中，盖好盖子，放入150ml坩埚中，用 活性炭掩埋置马弗炉80(TC烧结3 h后即得目标产物。组成式为 顺.9Eu(u0.Al2O3-2.8SiO2。
该产物对250nm 420 nm的紫外光区间有很强的吸收，在370~550 nm有很 强的发射，其发射主峰位于450nm。在380nm紫外灯照射下，激发产生蓝光。
实施例5
称取4.5000g (0.0123mol) 4A型沸石投入30ml的lmol/L EuCl3溶液中，搅 拌1小时，置于8(TC水浴24小时，离心分离去除上清液，放入100'C的烘箱中 烘干。将得到的前驱物放入50ml坩埚中，盖好盖子，放入150ml坩埚中，用活性炭掩埋置马弗炉800 °C烧结3 h后即得目标产物。组成式为
NaL9Eu(u0'Al2O3'2SiO2。
该产物对250nrn 420 nm的紫外光区间有很强的吸收，在370-550 nm有很 强的发射,其发射主峰位于450nm。在380nm紫外灯照射下，激发产生蓝光。
实施例6
称取4.5000g (0.00036mol) Y型沸石投入30ml的0.5mol/L EuCl3溶液中， 搅拌1小时，置于8(TC水浴24小时，离心分离去除上清液，放入10(TC的烘箱 中烘干。将得到的前驱物放入50ml坩埚中，盖好盖子，放入150ml坩埚中，用 活性炭掩埋置马弗炉600 t:烧结3 h后即得目标产物。组成式为 Na54.5Euu[(A102)56(Si02)136]。
该产物对250nm 420 nm的紫外光区间有很强的吸收，在370~550 nm有很 强的发射，其发射主峰位于450nm。在380nm紫外灯照射下，激发产生蓝光。
实施例7
称取4.5000g (0.0105mol) 13X型沸石投入30ml的0.8mol/L Eu(N03)3溶液 中，搅拌1小时，置于8(TC水浴24小时，离心分离去除上清液，放入100。C的 烘箱中烘干。将得到的前驱物放入50ml坩埚中，盖好盖子，放入150ml坩埚中， 用活性炭掩埋置马弗炉800 'C烧结5h后即得目标产物。组成式为 Nai.92Eu0.080-Al203.2.8Si02 。
该产物对250nm 420 nm的紫外光区间有很强的吸收，在370~550 nm有很 强的发射，其发射主峰位于450nm。在380nm紫外灯照射下，激发产生蓝光。
实施例8
称取4.5000g (0.0105moD 13X型沸石投入30ml的0.5mol/LEuCl3溶液中， 搅拌1小时，置于8(TC水浴48小时，离心分离去除上清液，放入10(TC的烘箱 中烘干。将得到的前驱物放入50 ml坩埚中，将50 ml坩埚用盖子封好放入150 ml 坩埚中，置于高温炉中在N2/H2气氛下90(TC烧结3 h后即得目标产物。组成式为 Na! 95Eu0050. A1203 -2.8Si02 。该产物对250nrn 420 nm的紫外光区间有很强的吸收，在370-550 nm有很 强的发射,其发射主峰位于450nm。在380nrn紫外灯照射下，激发产生蓝光。
实施例9
称取4.5000g (0.0105mol) 13X型沸石投入30ml的lmol/LEuCl3溶液中，搅 拌1小时，置于8(TC水浴24小时，离心分离去除上清液，放入100。C的烘箱中 烘干。将得到的前驱物放入50ml坩埚中，盖好盖子，放入150ml坩埚中，用活 性炭掩埋置马弗炉80(TC烧结3 h后即得目标产物。组成式为 NaL9Euo.iO.Al203.2.8Si02。
该产物对250nm 420 nm的紫外光区间有很强的吸收，在370 550 nm有很 强的发射，其发射主峰位于450nm。在380nm紫外灯照射下，激发产生蓝光。
实施例10
称取4.5000g (0.0105mol) 13X型沸石投入30ml的lmol/L EuCl3溶液中，搅 拌1小时，置于3(TC水浴24小时，离心分离去除上清液，放入IO(TC的烘箱中 烘干。将得到的前驱物放入50ml坩埚中，盖好盖子，放入150ml坩埚中，用活 性炭掩埋置马弗炉70(TC烧结3 h后即得目标产物。组成式为 NaL9Eu(uOAl20y2.8Si02。
该产物对250nm 420 nm的紫外光区间有很强的吸收，在370~550 nm有很 强的发射，其发射主峰位于450nm。在380nm紫外灯照射下，^[发产生蓝光。
权利要求
1、一种宽带紫外激发的蓝色荧光材料，其特征在于，以介孔沸石为基质，以二价铕离子为发光激活剂，其组成中，Na离子与二价铕离子的摩尔比为(1-x)∶x，且0.005≤x≤0.1。
2、 权利要求1所述的一种宽带紫外激发的蓝色荧光材料，其特征在于，所述的 介孔沸石为NaX或NaY型沸石。
3、 权利要求1所述一种宽带紫外激发的蓝色荧光材料的制备方法，其特征在于， 将介孔沸石与三价铕盐溶液混合搅拌，并在20 95。C下反应12 48小时，取沉 淀干燥后，加入还原剂，在600 120(TC下烧结。
4、 权利要求3所述一种宽带紫外激发的蓝色荧光材料的制备方法，其特征在于， 所述三价铕盐选自EuCl3或Eu(N03)3。
5、 权利要求3所述一种宽带紫外激发的蓝色荧光材料的制备方法，其特征在于， 所述的介孔沸石为NaX或NaY型沸石。
6、 权利要求3所述一种宽带紫外激发的蓝色荧光材料的制备方法，其特征在于， 所述的三价铕盐溶液中铕离子浓度为0.05mol/L 1.5mol/L。
7、 权利要求3所述一种宽带紫外激发的蓝色荧光材料的制备方法，其特征在于， 所述的还原剂为碳或者氢气。
8、 权利要求3所述一种宽带紫外激发的蓝色荧光材料的制备方法，其特征在于， 所述的烧结时间为2 8小时。
9、 权利要求3所述一种宽带紫外激发的蓝色荧光材料的制备方法，其特征在于， 所述的介孔沸石与三价铕盐中铕离子的摩尔比为1: (0.1 50)。
全文摘要
本发明涉及发光材料领域，公开了一种宽带紫外激发的蓝色荧光材料，以介孔沸石为基质，以二价铕离子为发光激活剂，其组成中，Na离子与二价铕离子的摩尔比为(1-x)∶x，且0.005≤x≤0.1。其制备方法为，将介孔沸石与三价铕盐溶液混合搅拌，并在20～95℃下反应12～48小时，取沉淀干燥后，加入还原剂，在600～1200℃下烧结。这种荧光材料，对250nm～420nm的紫外光区间有很强的吸收，在370～550nm有很强的发射，其发射主峰位于450nm；在380nm紫外灯照射下，激发产生蓝光，可用于白色LED。
文档编号C09K11/77GK101445728SQ20081020790
公开日2009年6月3日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日
发明者余锡宾, 杨广乾, 杨绪勇, 郭宇竹 申请人:上海师范大学