专利名称：一种Ce、Mn共激活的绿色荧光粉及制备方法
技术领域：
本发明属于一种Ce、 Mn共激活的绿色荧光粉及制备方法。
技术背景绿色荧光体广泛得使用在显示和照明领域，如电视机和荧光灯， 与红色和蓝色荧光体一起为人们提供了绚丽的彩色影像和明亮的白 色灯光。目前使用的绿色荧光体多为Eu， Tb充当发光离子，由于现 在Eu和Tb的价格很高，这无疑增加了材料的成本。另外一种常用 的绿色荧光体是Zti2Si04:Mn[参考文献CN1290401],但是这种荧光 粉有较长的余辉，这在应用容易造成拖尾现象，限制了它的使用范围。本发明的目的是提供一种绿色荧光粉；本发明的另一目的是提供一种绿色荧光粉的制备方法。本发明的绿色荧光粉的化学式组成为 aSr0.bAl203: dCe.fMn其中，a,b,d和f分别是摩尔系数，a=3.3—4.5， b = 6-8， d=0.018 —0.35，阔.018—0.35。本发明的提供一种绿色荧光粉的制备方法的步骤和条件如下 原料为氧化锶，加热可生成氧化锶的盐或氢氧化物；所述的加热可生成氧化锶的盐为碳酸锶、硝酸锶或草酸锶；氢氧化物为氢氧化锶，纯度均为分析纯；三氧化二铝或加热可分解为三氧化二铝的氢氧化物；所述的加热
可分解为三氧化二铝的氢氧化物为氢氧化铝或硝酸铝，纯度均为分析 纯；二氧化铈或加热可生成二氧化钸的盐；所述的加热可生成二氧化 铈的盐为草酸铈或硝酸铈，纯度为99.99%;MnO或最终在材料中能生成M^+离子的盐或氧化物；所述的最 终在材料中能生成Mn"+离子的盐或氧化物为碳酸锰或Mn02，纯度均 为分析纯；按配比准确称量原料，加B203或H3B03作为助融剂，助融剂为全部原料质量的0—6wt%，研磨混匀，将研磨混匀的原材料在还原 气氛中于125(TC — 155(TC烧结0.5-10h，得到一种绿色荧光粉；所述 的还原气氛是指氨气、氢气+氮气或一氧化碳的气氛。有益效果本发明是一种Ce、 Mn共激活的碱土铝酸盐绿色荧光 粉。Ce的价格便宜，低纯度的氧化铈常作为玻璃行业的抛光粉大量 使用。在发光材料领域，Ce常用于敏化发光离子，提高材料的发光 亮度。Mn的价格要远低于Eu和Tb,在不同的基质中，受配位环境 的影响，Mn的发光可从绿到红变化。Mn在本发明所选碱土铝酸盐 基质中发光极弱，但是随着Ce的加入和敏化，在主发射波长为254 纳米的紫外灯的激发下，Mn发射明亮的绿色荧光,发光波长位于516 纳米，属于Mn的特征d—d跃迁。本发明涉及的绿色荧光粉采用传 统固相合成方法，制备工艺简单，原料价格低廉，有较好的市场应用 前景。本发明的一种绿色荧光粉，在紫外灯的激发下发射明亮的绿色荧
光。发射波长见图l。从图1可知，本发明的荧光光粉的绿色来自于Mn》的特征发射。但如无Ce的敏化在本发明材料中Mn无此发光。 由于采用了廉价的Mn和Ce作为共激活离子，本发明比用Eu和Tb 的材料要在成本上有优势；由于克服了余辉较长的缺点，本发明比 ZnSi03: Mn有着更广泛的使用范围。
图1是本发明的一种绿色荧光粉，在紫外灯的激发下发射发射光 谱图。发光波长位于516纳米，属于Mn的特征d—d跃迁。图2是本发明材料的X射线粉末衍射图，从图中可以看出本发 明的绿色荧光粉的主相为Sr4Al14025。
具体实施方式
实施例1原料为SrC03 (分析纯)、A1203 (分析纯)、Ce02 (99.99%)、 MnC03(分析纯)，按产物化学组成式为4.3SrO A1203 O.018 Ce O.018Mn的配比，准确称量上述原料，加入2wt。/。B203作为助融剂，研磨 混匀后，置于坩锅中于CO气氛在125(TC烧结10h，得到一种绿色荧 光粉。所得到一种绿色荧光粉的样品在254nm紫外灯激发下发射明亮 的绿色荧光。 实施例2原料为SrC03 (分析纯)、A1203 (分析纯)、Ce02 (99.99%)、 MnC03(分析纯)，按产物化学组成式为4.5SrO 7.8A1203 0.03
Ce.0.01Mn的配比，准确称量上述原料，加入2wt%B203作为助融 剂，研磨混匀后，于CO气氛在1350。C烧结3h，得到一种绿色荧光 粉。所得到一种绿色荧光粉的样品在254nm紫外灯激发下发射明亮 的绿色荧光。 实施例3原料为SrC03 (分析纯)、A1203 (分析纯)、Ce02 (99.99%)、 MnC03(分析纯)，按产物化学组成式为3.5SrO '6.2八1203 '0.2 Ce *0.08 Mn的配比，准确称量上述原料，加入2wty。B203作为助融剂，研磨 混匀后，于CO气氛在1550。C烧结0.5h，得到一种绿色荧光粉。所得到一种绿色荧光粉的样品在254nm紫外灯激发下发射明亮 的绿色荧光。 '实施例4原料为SrC03 (分析纯)、A1203 (分析纯)、Ce02 (99.99%)、 MnC03(分析纯)，按产物化学组成式为4SrO *7.5A1203 '0.32 Ce *0.15Mn的配比，准确称量上述原料，加入2wty。B203作为助融剂，研磨 混匀后，于CO气氛在140(TC烧结4h，得到一种绿色荧光粉。所得到一种绿色荧光粉的样品在254nm紫外灯激发下发射明亮 的绿色荧光。实施例5原料为SrC03 (分析纯)、A1203 (分析纯)、Ce02 (99.99%)、 MnC03(分析纯)，按产物化学组成式为3.3SrO 6A1203 0.35Ce.0.35Mn的配比，准确称量上述原料，加入2wt%B203作为助融 剂，研磨混匀后，于CO气氛在1400"C烧结4h，得到一种绿色荧光 粉。所得到一种绿色荧光粉的样品在254nm紫外灯激发下发射明亮 的绿色荧光。 实施例6原料为SrC03 (分析纯)、A1203 (分析纯)、Ce02 (99.99%)、 MnC03(分析纯)，按产物化学组成式为3.8SrO 7A1203 0.12 Ce.0.08Mn的配比，准确称量上述原料，加入2wt%B203作为助融 剂，研磨混匀后，于CO气氛在145(TC烧结2.5h，得到一种绿色荧光 粉。所得到一种绿色荧光粉的样品在254nm紫外灯激发下发射明亮 的绿色荧光。 实施例7原料为SrC03 (分析纯)、A1203 (分析纯)、Ce。2 (99.99%)、 MnC03(分析纯)，按产物化学组成式为3.8SrO 7A1203 0.12 Ce 0.08Mn的配比，准确称量上述原料，加入5wt% 113803作为助 融剂，研磨混匀后，于CO气氛在1400。C烧结5h，得到一种绿色荧 光粉。所得到一种绿色荧光粉的样品在254nm紫外灯激发下发射明亮 的绿色荧光。 实施例八
原料为SrC03 (分析纯)、A1203 (分析纯)、Ce02 (99.99%)、 MnC03(分析纯)，按产物化学组成式为3.8SrO 7A1203 0.12 Ce-0.08Mn的配比，准确称量上述原料，加入2wt%B203作为助融 剂，研磨混匀后，于N2+H2气氛在140(TC烧结应5h，得到一种绿色 荧光粉。所得到一种绿色荧光粉的样品在254nm紫外灯激发下发射明亮 的绿色荧光。 实施例9原料为Sr(OH)2 '8H20(分析纯)、A1203 (分析纯)、Ce02 (99.99%)、 Mn02(分析纯)，按产物化学组成式为3.8SrO '7八1203 0.12 Ce K).08Mn的配比，准确称量上述原料，加入2%B203作为助融剂，研磨混匀 后，于CO气氛在1450。C烧结2.5h，得到一种绿色荧光粉。所得到一种绿色荧光粉的样品在254nm紫外灯激发下发射明亮 的绿色荧光。实施例10原料为Sr(N03)2 (分析纯)、A1(N03)3 (分析纯)、Ce(N03)3(99.99。/0)、 MnC03(分析纯)，按产物化学组成式为3.8SrO 7A1203 0.12 Ce.0.08Mn的配比，准确称量上述原料，加入5wt。/()H3B03，研磨混 匀后，于CO气氛在1400。C反应5h，得到一种绿色荧光粉。所得到一种绿色荧光粉的样品在254nm紫外灯激发下发射明亮 的绿色荧光。实施例11原料为SrC03 (分析纯)、八1203 (分析纯)、Ce2(C204)3 (99.99%)、 MnC03(分析纯)，按产物化学组成式为3.8SrO 7A1203 0.12 Ce 0.08Mn的配比，准确称量上述原料，加入5wt% HsB03作为助 融剂，研磨混匀后，于CO气氛在1400。C烧结5h，得到一种绿色荧 光粉。所得到一种绿色荧光粉的样品在254nm紫外灯激发下发射明亮 的绿色荧光。
权利要求
1.一种Ce、Mn共激活的绿色荧光粉，其化学组成式为aSrO.bAl2O3dCe.fMn其中，a，b，d和f分别是摩尔系数，a＝3.3-4.5，b＝6-8，d＝0.018-0.35，f＝0.018-0.35。
2. —种Ce、 Mn共激活的绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，步骤和条件如下原料为氧化锶，加热可生成氧化锶的盐或氢氧化物；所述的加 热可生成氧化锶的盐为碳酸锶、硝酸锶或草酸锶；氢氧化物为氢氧 化锶，纯度均为分析纯；三氧化二铝或加热可分解为三氧化二铝的氢氧化物；所述的加热 可分解为三氧化二铝的氢氧化物为氢氧化铝或硝酸铝，纯度均为分析 纯；二氧化铈或加热可生成二氧化铈的盐；所述的加热可生成二氧化铈的盐为草酸铈或硝酸铈，纯度为99.99%;MnO或最终在材料中能生成Mi^+离子的盐或氧化物；所述的最 终在材料中能生成Mi^+离子的盐或氧化物为碳酸锰或Mn02，纯度均 为分析纯；按配比准确称量原料，加B203或H3B03作为助融剂，助融剂为全部原料质量的0—6wt%，研磨混匀，将研磨混匀的原材料在还原 气氛中于125(TC — 155(TC烧结0.5-10h，得到一种绿色荧光粉；所述 的还原气氛是指氨气、氢气+氮气或一氧化碳的气氛。
全文摘要
本发明涉及一种Ce、Mn共激活的绿色荧光粉及制备方法。一种Ce、Mn共激活的绿色荧光粉的化学式表示为aSrO·bAl<sub>2</sub>O<sub>3</sub>:dCe·fMn其中，a，b，d和f是摩尔系数，a＝3.3-4.5，b＝6-8，d＝0.018-0.35，f＝0.018-0.35。其制备方法是将表示式中元素的碳酸盐、氧化物、草酸盐、硝酸盐等原料的混合物，研磨并混合均匀后，在还原气氛中，1250～1550℃烧结0.5～10小时，得到一种绿色光荧光粉，该荧光粉在254nm紫外光激发下发射出明亮的绿色荧光，主发射波长分别位于516nm附近。可作为一种新型的灯用或者显示用绿色荧光粉。
文档编号C09K11/78GK101113329SQ20071005605
公开日2008年1月30日 申请日期2007年9月11日 优先权日2007年9月11日
发明者然 庞, 李成宇, 锵 苏 申请人:中国科学院长春应用化学研究所