一种宽带发射的氟钛酸盐荧光粉及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发光材料技术领域，尤其涉及一种宽带发射的氟钛酸盐荧光粉及其制备方法。
【背景技术】
[0002]固态半导体照明是新一代的照明技术，具有节能、环保、长寿命等突出优点。目前，白光LED照明主流的技术方案是将蓝光芯片和黄色荧光粉封装，芯片激发荧光粉产生的黄光和芯片发射的蓝光结合，形成复合白光。但是，现有LED用黄色荧光粉，如:YAG:Ce、Ca (Sr, Ba) SO4 = Eu等，其发射光谱中缺少红光部分，难以制备高显色性、暖色温的白光LED灯珠，不能满足高质量的现代照明要求。
[0003]当前，Ca (Sr, Ba)2Si5N8:Eu, CaAlSiN3: Eu等氮化物红色荧光粉已被广泛研宄并应用于高显色、暖色温白光LED的封装。但是，这些氮化物红色荧光粉制备困难，需要高压、1600°C以上高温等苛刻条件；而且其发射光谱很宽，延伸到650nm以上，作为照明光对人眼影响较小。此外，其吸收和发射光谱交叉重叠，存在自吸收等缺点。新型非稀土发光的锰基荧光粉，如 -K2TiF6:Mn4+、K2SiF6:Mn4+、K2GeF6:Mn4+、Cs2GeF6:Mn4+、Cs2SnF6: Mn4+等荧光粉，具有量子效率高、无自吸收、制备方法简单等优点，被广泛研宄。然而，现有的锰基荧光粉存在两个明显的问题:一是发射光谱为红色尖峰，对提高白光LED的显示性不利；二是在制备过程中，需要合成前驱体K2MnF6,而K2MnF6的制备过程较复杂。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有的锰基荧光粉存在的不足，而提供一种宽带发射的氟钛酸盐荧光粉及其制备方法，该氟钛酸盐荧光粉的发射光谱为红色宽峰，它具有宽带发射、高光效、高显色等突出优点，可广泛应用于高品质照明技术，如:LED封装、荧光灯管涂覆等，且其制备方法快速、简便、成本廉价。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种宽带发射的氟钛酸盐荧光粉，其特征在于:其组成为MexTiF6:Mn4+，其中Me可为K、Na、Li等离子或者为Ca、Mg等离子，X相应为2?I ;所述氟钛酸盐荧光粉的基质为MexTiF6,其Mn元素取代基质MexTiF6中Ti元素的含量比例为O at.% < Mn at.% < 20.0 at.%。
[0006]作为进一步明确，上述宽带发射的氟钛酸盐焚光粉的激发峰为460 nm 土 1nm和365 nm ±10 nm，其发射光谱在580?660 nm之间宽带发射:有五个交叉的发射峰，分别为590 nm ± 2 nm、604 nm ± 2 nm、616 nm ± 2 nm、635 nm ± 2 nm 和 650 nm ± 2 nm,其中最强峰为635 nm ± 2 nm，且最强峰的半峰宽为10 nm ± 2 nm。其激发峰为?460nm和365 nm,能与LED蓝光芯片和未蒸气发光匹配。
[0007]作为进一步来说，上述宽带发射的氟钛酸盐荧光粉是以MexTiF6S基质，KMnO 4为原料，HF为溶剂，并在添加有KF、NaF, Li2CO3,似20)3等配体提供剂和还原剂的条件下反应而制得的。其中，还原剂可选择为H2O2、甲醇、乙醇、抗坏血酸等。
[0008]作为再进一步来说，上述宽带发射的氟钛酸盐荧光粉具体是通过:将MexTiF6、KMnO4、配体提供剂先加入HF溶液中，搅拌均匀后加入还原剂进行反应，待反应完毕后，再经抽滤，用甲醇、乙醇或丙酮等有机溶剂清洗，干燥而制得的。其中，各反应物料的用量按照摩尔比为MexTiF6-KMnO4:配体提供齐IJ:还原剂:HF =1:0.I?0.5:0.I?1: 0.1?1:1?500进行配置。
[0009]上述宽带发射的氟钛酸盐荧光粉的制备方法，它具体按照以下步骤进行:在常温常压下，将MexTiF6、KMnO4、配体提供剂先加入适量的HF溶液中，搅拌均匀后加入还原剂进行反应，待反应完毕后，再经抽滤，用甲醇、乙醇或丙酮等有机溶剂清洗，干燥。其中，所述配体提供剂，选择为KF、NaF、Li2C03、Na2C03# ;所述还原剂，选择为H 202、甲醇、乙醇、抗坏血酸等。
[0010]上述宽带发射的氟钛酸盐荧光粉的制备方法中，其各反应物料及其用量按照摩尔比为MexTiF6-KMnO 4:配体提供剂:还原剂-HF =1:0.I?0.5:0.I?1: 0.1?1:1?500进行配置。
[0011]本发明具有以下有益效果:
本发明公开一种宽带发射的氟钛酸盐荧光粉，其发射光谱为红色宽峰，利于提高白光LED的显示性，它具有宽带发射、高光效、高显色等突出优点，可广泛应用于高品质照明技术，如:高显色、暖色温白光LED封装、荧光灯管涂覆等。同时，其制备方法快速、简便、成本低廉。
【附图说明】
[0012]图1是本发明实施例1中所述宽带发射的氟钛酸盐荧光粉的XRD谱图。
[0013]图2是本发明实施例1中所述宽带发射的氟钛酸盐荧光粉的EDS谱图。
[0014]图3是本发明实施例1中所述宽带发射的氟钛酸盐荧光粉的激发光谱图。
[0015]图4是本发明实施例1中所述宽带发射的氟钛酸盐荧光粉的发射光谱图。
[0016]图5是本发明实施例2中所述宽带发射的氟钛酸盐荧光粉的EDS谱图。
[0017]图6是本发明实施例2中所述宽带发射的氟钛酸盐荧光粉的激发光谱图。
[0018]图7是本发明实施例2中所述宽带发射的氟钛酸盐荧光粉的发射光谱图。
【具体实施方式】
[0019]下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述
【发明内容】
对本发明作出一些非本质的改进和调整。
[0020]实施例1
一种宽带发射的氟钛酸盐荧光粉，其组成为K2TiF6 = Mn4+;结合附图1、2、3和4可知:该K2TiF6:Mn4+荧光粉晶体的主体结构为基质K2TiF6，其Mn元素取代基质K2TiF6* Ti元素的含量比例为5.75 at.%，其激发峰为463.4 nm和363 nm,发射光谱在580?660 nm之间宽带发射:有五个交叉的发射峰，分别为590.0 nm、603.6 nm、616.2 nm、634.6 nm和650.4 nm,其中最强峰为634.6 nm，且最强峰的半峰宽为10 nm ;本例中的宽带发射的氟钛酸盐焚光粉具体是通过:在常温常压下，将K2TiF6、KMn04、KF先加入HF溶液中，搅拌均匀后加入H2O2进行反应，待反应完毕后，再经抽滤，用丙酮清洗，干燥而制得的。其中，各反应物料的用量按照摩尔比为 K2TiF6:KMn04:KF:H 202:HF =1:0.5:1:1: 50 进行配置。
[0021]本例中其制备反应的原理为:
2KMn04 + 2KF + 1HF + 3H202 — 2K2MnF6 + 8H20 + 302
上述反应进行的同时，生成的Mn4+与基质K 2TiF6也进行反应，使得Mn 4+微量取代了基质K2TiF6中的Ti 4+;这两个反应同时发生，相互促进，最终实现了在K2TiF6中引入Mn4+而制得了 K2TiF6:Mn4+。
[0022]实施例2
一种宽带发射的氟钛酸盐荧光粉，其组成为K2TiF6:Mn4+;结合附图5、6和7可知:该K2TiF6:Mn4+荧光粉晶体的主体结构为基质K2TiF6