一种近紫外激发的绿色荧光粉及其制备方法与流程

本发明涉及绿色荧光粉，尤其是涉及一种近紫外激发的绿色荧光粉及其制备方法。
背景技术：
：LED作为一种新型的照明光源，具有寿命长、节能、环保、体积小、反应速度快等显著优点，被誉为第四代绿色照明光源，在照明和显示领域有着巨大的应用前景。目前市场的白光LED是用465nm蓝光激发YAG：Ce3+荧光粉发黄光，再将蓝光和黄光合成为白光。但是这种白光LED色温偏高，显色指数较低，偏离人视感曲线，不适合于室内照明。近年来，人们开始尝试采用近紫外(350～410nm)发射的InGaN管芯激发三基色荧光粉以实现白光LED，或是以蓝光LED芯片加上绿色和红色荧光粉，获得高显色性、低色温的白光LED。太阳能电池在太阳光照下，主要响应光谱区间在可见光区域，在紫外和红外部分都没有得到有效的利用，因此制约了晶体硅太阳能电池效率的提高。可以通过下转换材料，将太阳光中紫外光部分转换到可见光，提高晶体硅太阳能电池的效率。因此开发出新型高效的下转换材料，来提高太阳能电池的效率也变得越来越重要。目前，主要以蓝光激光激光芯片激发红绿色荧光粉，来实现激光投影光源，应用于激光投影显示器。但由于激光的高光通量，使得荧光粉容易产生发光饱和现象，影响荧光粉的特有性能。为解决上述现有技术存在的问题，满足高功率、高亮度激光投影的需求，解决LED荧光粉在激光照明中的发光饱和等问题，高效绿色荧光粉在激光投影光源中将有广阔的应用。因此设计一种加工工艺简单、低成本的制备方法，并且拥有较好的发光效率和稳定性较高的绿色荧光粉会有广阔的市场前景。中国专利CN104371723B公开一种白光LED用高效类球型绿色荧光粉的制备方法，制备步骤包括：(1)按照化学计量比配原料，按所配原料质量(g)的0.5％～5％称取粘合剂，然后在去离子水中采用球磨机进行湿法混合原料，获得均匀的粉浆，然后对粉浆进行喷雾造粒，获得高度分散的类球型粉体前驱体；(2)将粉体前驱体在氧化气氛中进行一次烧结，形成一次烧结粉体；(3)将一次烧结粉体和助熔剂进行混合，还原气氛下，进行二次烧结，得白光LED用绿色荧光粉。采用此发明中的方法所获得的LED用绿色荧光粉具有的优势：粉体高度晶化，具有较高的量子效率，粉体的颗粒形貌为类球型，粉体的颗粒均匀度较高。技术实现要素：本发明的目的在于提供可应用于三基色白光LED荧光粉、下转换太阳能电池荧光粉以及各种显示装置中的一种近紫外激发的绿色荧光粉及其制备方法。所述近紫外激发的绿色荧光粉的原料组成为碳酸锂(Li2CO3)、硼酸(H3BO3)、氧化铝(Al2O3)和氧化铽(Tb4O7)，其化学通式为Li3-xAlB2O6:xTb3+，其中0.01≤x≤0.25。所述近紫外激发的绿色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：1)按化学通式Li3-xAlB2O6:xTb3+，其中0.01≤x≤0.25，将碳酸锂、硼酸、氧化铝和氧化铽按比例进行称量；2)将原料混合后，研磨，过筛，得颗粒均匀的细粉；3)将细粉放入坩埚中，在电阻炉内先预烧，再在高温下进行煅烧，冷却后研磨成细粉，再过筛，即得近紫外激发的绿色荧光粉。在步骤1)中，所述碳酸锂(Li2CO3)可采用分析纯(AR)的碳酸锂，所述硼酸(H3BO3)可采用分析纯(AR)的硼酸，所述氧化铝(Al2O3)用分析纯(AR)的氧化铝，所述氧化铽(Tb4O7)最好采用3N氧化铽；所述称量的环境湿度可低于45％。在步骤2)中，所述研磨可在玛瑙研钵中用玛瑙研钵棒进行研磨；所述过筛的粒度可为20～50μm。在步骤3)中，所述预烧可从室温升温加热至300～400℃，预烧1～2h；所述煅烧的温度可为700～800℃，煅烧的时间可为3～5h。本发明以碳酸锂、硼酸、氧化铝和氧化铽为原料，在马弗炉中采用高温固相合成法合成一种可在近紫外线激发下发出绿光的荧光粉。制备该荧光粉加热温度低，能耗少；使用的设备易于操作，设备投资少，工艺简单。本发明通过在基质中掺杂稀土元素Tb3+，可以得到在近紫外激发下，在相应的光谱区域有强烈绿光发射的荧光材料。本发明制备方法简单，易于操作，无污染，成本低。其可以应用于三基色白光LED荧光粉、下转换太阳能电池荧光粉以及各种显示装置中，并且光转换效率高，性能稳定。附图说明图1为合成的Li3AlB2O6基质的XRD图及标准卡片。图2为合成的Li2.93AlB2O6:0.07Tb3+荧光粉的发射光谱图。具体实施方式以下实施例将结合附图对本发明作进一步说明。实施例一Li2.97AlB2O6:0.03Tb3+荧光粉取分析纯碳酸锂Li2CO3、氧化铝Al2O3、硼酸H3BO3和纯度≥99.9％的氧化铽Tb4O7为原料按照化学式配比制备，原料配比如表1所示。表1原料Li2CO3Al2O3H3BO3Tb4O7质量(g)0.54860.25490.61830.0280准确称取以上原料，在玛瑙坩埚中充分研磨均匀20min，混合均匀后装入陶瓷坩埚中。将样品放入马弗炉中按照设定的程序，先从室温经60min升至350℃保温60min，再经过90min升至730℃保温3h，煅烧程序结束后，将样品随炉冷却到室温取出。取出后，再用玛瑙坩埚研磨成粉末即可Li2.97AlB2O6:0.03Tb3+荧光粉材料。实施例二Li2.95AlB2O6:0.05Tb3+荧光粉取分析纯碳酸锂Li2CO3、氧化铝Al2O3、硼酸H3BO3和纯度≥99.9％的氧化铽Tb4O7为原料按照化学式配比制备，原料配比如表2所示。表2原料Li2CO3Al2O3H3BO3Tb4O7质量(g)0.54500.25490.61830.0467准确称取以上原料，在玛瑙坩埚中充分研磨均匀20min，混合均匀后装入陶瓷坩埚中。将样品放入马弗炉中按照设定的程序，先从室温经60min升至350℃保温60min，再经过90min升至730℃保温3h，煅烧程序结束后，将样品随炉冷却到室温取出。取出后，再用玛瑙坩埚研磨成粉末即可Li2.95AlB2O6:0.05Tb3+荧光粉材料。实施例三Li2.93AlB2O6:0.07Tb3+荧光粉取分析纯碳酸锂Li2CO3、氧化铝Al2O3、硼酸H3BO3和纯度≥99.9％的氧化铽Tb4O7为原料按照化学式配比制备，原料配比如表3所示。表3原料Li2CO3Al2O3H3BO3Tb4O7质量(g)0.54130.25490.61830.0654准确称取以上原料，在玛瑙坩埚中充分研磨均匀20min，混合均匀后装入陶瓷坩埚中。将样品放入马弗炉中按照设定的程序，先从室温经60min升至350℃保温60min，再经过90min升至730℃保温3h，煅烧程序结束后，将样品随炉冷却到室温取出。取出后，再用玛瑙坩埚研磨成粉末即可Li2.93AlB2O6:0.07Tb3+荧光粉材料。实施例四Li2.91AlB2O6:0.09Tb3+荧光粉取分析纯碳酸锂Li2CO3、氧化铝Al2O3、硼酸H3BO3和纯度≥99.9％的氧化铽Tb4O7为原料按照化学式配比制备，原料配比如表4所示。表4原料Li2CO3Al2O3H3BO3Tb4O7质量(g)0.53760.25490.61830.0841准确称取以上原料，在玛瑙坩埚中充分研磨均匀20min，混合均匀后装入陶瓷坩埚中。将样品放入马弗炉中按照设定的程序，先从室温经60min升至350℃保温60min，再经过90min升至730℃保温3h，煅烧程序结束后，将样品随炉冷却到室温取出。取出后，再用玛瑙坩埚研磨成粉末即可Li2.91AlB2O6:0.09Tb3+荧光粉材料。实施例五Li2.89AlB2O6:0.11Tb3+荧光粉取分析纯碳酸锂Li2CO3、氧化铝Al2O3、硼酸H3BO3和纯度≥99.9％的氧化铽Tb4O7为原料按照化学式配比制备，原料配比如表5所示。表5原料Li2CO3Al2O3H3BO3Tb4O7质量(g)0.53340.25490.61830.1028准确称取以上原料，在玛瑙坩埚中充分研磨均匀20min，混合均匀后装入陶瓷坩埚中。将样品放入马弗炉中按照设定的程序，先从室温经60min升至350℃保温60min，再经过90min升至730℃保温3h，煅烧程序结束后，将样品随炉冷却到室温取出。取出后，再用玛瑙坩埚研磨成粉末即可Li2.89AlB2O6:0.11Tb3+荧光粉材料。实施例六Li2.87AlB2O6:0.13Tb3+荧光粉取分析纯碳酸锂Li2CO3、氧化铝Al2O3、硼酸H3BO3和纯度≥99.9％的氧化铽Tb4O7为原料按照化学式配比制备，原料配比如表6所示。表6原料Li2CO3Al2O3H3BO3Tb4O7质量(g)0.53020.25490.61830.1215准确称取以上原料，在玛瑙坩埚中充分研磨均匀20min，混合均匀后装入陶瓷坩埚中。将样品放入马弗炉中按照设定的程序，先从室温经60min升至350℃保温60min，再经过90min升至730℃保温3h，煅烧程序结束后，将样品随炉冷却到室温取出。取出后，再用玛瑙坩埚研磨成粉末即可Li2.87AlB2O6:0.13Tb3+荧光粉材料。当前第1页1 2 3