专利名称：Led用绿色荧光粉的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种LED用绿色荧光粉的制备方法，属于固体发光材料技术领域。
背景技术：
基于蓝色LED芯片激发突光粉的白光方案，由于具有发光效率高，成本相对较低，制作工艺简单等优点，成为当今白光LED的主流方式。随着技术的不断进步，LED灯具已逐渐取代传统荧光灯进入越来越多的照明领略，由于照明对于灯具显色性具有较高的要求(一般大于80 % )，蓝光芯片搭配绿色及红色荧光粉的方案已被很多LED封装企业所采用。(Ba, Sr) 2Si04:Eu绿色荧光粉由于具有发光亮度高，物化性能稳定，点灯后光衰较小以及成本低等诸多原因，已成为目前首选的LED用绿色荧光粉。 目前，硅酸盐绿色荧光粉(Ba, Sr) 2Si04:Eu的制备方法主要有高温固相法，共沉淀法或溶胶凝胶法等。高温固相法由于工艺成熟稳定，是目前运用最多的制备荧光粉的方法，但其缺点也相对明显，如合成温度高，粒径较粗大等，而共沉法和溶胶凝胶法工艺复杂，控制因素较多，难以批量稳定生产。熔盐作为一种有效的反应介质可以为晶体生长提供相应温度的液体环境，在合成中通过改变熔盐的种类和反应温度等参数可以实现对晶体形貌的较好控制，而且熔盐法由于工艺较为简单，适用于批量稳定生产出荧光粉产品。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术的不足，提供一种熔盐法制备LED用(Ba, Sr) 2Si04:Eu绿色荧光粉的方法。本发明的制备方法包括以下步骤(I)按化学式(Ba，Sr)2Si04:Eu 中的化学计量比称取 BaC03、SrC03、SiO2 以及 Eu2O3,将它们混合后得混合物A ;( 2 )将混合物A与熔盐混合均匀，然后过筛；( 3)将过筛后的混合物置于还原气氛炉中高温焙烧；(4)将出炉后的粉块置于水中浸泡，然后进行后处理，即得。步骤(2)中，所述熔盐选自NaN03、KCl、NaCO3或NaCl中的一种或两种以上以任意比例组成的混合物。熔盐作为一种有效的反应介质可以为晶体生长提供相应温度的液体环境，在合成中通过改变熔盐的种类和反应温度等参数可以实现对晶体形貌的较好控制。优选熔盐为NaNO3与KCl以摩尔比I : 1_1 3组成的混合物，其能使本发明制得的荧光粉具有最佳的发光亮度且粒径分散均匀。步骤(2)中，所述混合物A与熔盐的质量比为2 : I 3 : 1，荧光粉的发光亮度最佳。步骤(2)中混合物A和熔盐的混合是在有机溶剂中进行，并采用搅拌设备分散均匀，然后烘干。加入有机溶剂的目的是为原料混合提供分散介质，同时熔盐不会溶解在其中，搅拌是为了加快混合速度并防止粉体团聚。优选有机溶剂为乙醇、丙酮或二者任意比例的混合物。烘干后的混合物过筛的目的是去除烘干过程中结块的粉体。步骤(3)高温焙烧的温度是850_1150°C，时间为2_6h。步骤(4)中浸泡用水的温度优选为80_100°C，时间为2-10h，选用热水的目的是提
高没有参与反应的熔盐的溶解度，缩短浸泡时间。所述步骤(4)中后处理为水 洗、抽滤和烘干。后处理的作用是去掉产物中的盐类，获得纯净的荧光粉粉体。本发明方法所提到的制备方法具有如下优点(I)所制备的绿色荧光粉发性能好，物相纯度高；(2)通过控制熔盐与初始原料的比例以及合成温度，可以获得不同粒径大小的荧光粉，荧光粉颗粒分布均匀；(3)制备方法简单，易于操作，生产过程无污染物产生，原料易得且成本低廉。
图I为本发明实施例I的绿色荧光粉的发射光谱图；图2为本发明实施例2所得的绿荧光粉的扫描电镜图；图3为本发明实施例1-4所得的绿荧光粉的粒径分布图；图4为本发明实施例5-7所得的绿荧光粉的粒径分布图。
具体实施例方式实施例I按化学式(Ba15Srtl445) Si04: Eu0 05 称取分析纯的 I. 5moIBaCO3,0. 45molSrC03,ImolSiO2以及O. 025molEu203,将它们混合后得混合物A ;采用摩尔比为I : I的NaNO3与KCl的混合物作为熔盐，将混合物A与熔盐按质量比2 I混合后，加入到乙醇中并超声搅拌混合均匀，将混匀后的原料烘干并过筛，然后置于还原气氛炉中于850°C保温2h ;将出炉后的粉块置于80°C的热水中浸泡2h，然后用去离子水洗3遍去掉已溶解的盐类，再抽滤、烘干即得。本实施例制得的绿色荧光粉的发射光谱图见图1，由图I可以看出，发射的是主峰位于525nm左右的绿光，色纯度理想。实施例2按化学式(Ba17Sr027) SiO4:Eu0.03 称取分析纯的 I. 7moIBaCO3,0. 27molSrC03,ImolSiO2以及O. 015molEu203,将它们混合后得混合物A ;采用摩尔比为I : 3的NaNO3与KCl的混合物作为熔盐，将混合物A与熔盐按质量比3 I混合后，加入到丙酮中并超声搅拌混合均匀，将混匀后的原料烘干并过筛，然后置于还原气氛炉中于1150°C保温6h ;将出炉后的粉块置于100°C的热水中浸泡10h，然后用去离子水洗3遍去掉已溶解的盐类，再抽滤、烘干即得。本实施例制得的绿荧光粉的扫描电镜图见图2，从图2可以看出荧光粉颗粒分布均匀，实施例3按化学式(Ba12Sr072 ) Si04:Eu0 08 称取分析纯的 I. 2moIBaCO3,0. 72molSrC03,ImolSiO2以及O. 04molEu203,将它们混合后得混合物A ;采用摩尔比为I : 2的NaNO3与KCl的混合物作为熔盐，将混合物A与熔盐按质量比2. 5 I混合后，加入到重量比为I : I的乙醇和丙酮的混合液中并超声搅拌混合均匀，将混匀后的原料烘干并过筛，然后置于还原气氛炉中于950°C保温4h ;将出炉后的粉块置于90°C的热水中浸泡5h，然后用去离子水洗3遍去掉已溶解的盐类,再抽滤、烘干即得。实施例4按化学式(Ba19Sr005) SiO4:Eu0.05 称取分析纯的 I. 9moIBaCO3,0. 05molSrC03,ImolSiO2以及O. 025molEu203,将它们混合后得混合物A ;采用摩尔比为I I. 5的NaNO3与KCl的混合物作为熔盐，将混合物A与熔盐按质量比2. 2 I混合后，加入到重量比为5 I的乙醇和丙酮的混合液中并超声搅拌混合均匀，将混匀后的原料烘干并过筛，然后置于还原气氛炉中于1050°C保温5. 5h;将出炉后的粉块置于85°C的热水中浸泡8h，然后用去离子水洗3遍去掉已溶解的盐类，再抽滤、烘干即得。
本发明实施例1-4所得的绿荧光粉的粒径分布图见图3，从图3可以看出，控制熔盐的比例和合成温度可以获得不同粒径大小的荧光粉。实施例5按化学式(Ba15Sr045) SiO4:Eu0.05 称取分析纯的 I. 5moIBaCO3,0. 45molSrC03,ImolSiO2以及O. 025molEu203,将它们混合后得混合物A ;采用NaNO3作为熔盐，将混合物A与熔盐按质量比2 I混合后，加入到乙醇中并超声搅拌混合均匀，将混匀后的原料烘干并过筛，然后置于还原气氛炉中于900°C保温3h ;将出炉后的粉块置于85°C的热水中浸泡5h，然后用去离子水洗3遍去掉已溶解的盐类，再抽滤、烘干即得。实施例6按化学式(Ba12Sr072 ) SiO4:Eu0.08 称取分析纯的 I. 2moIBaCO3,0. 72molSrC03,ImolSiO2以及O. (MmolEu2O3，将它们混合后得混合物A ;采用摩尔比为I 2 O. 5的KC1、NaNO3和NaCl的混合物作为熔盐，将混合物A与熔盐按质量比2. 5 : I混合后，加入到重量比为I : I的乙醇和丙酮的混合液中并超声搅拌混合均匀，将混匀后的原料烘干并过筛，然后置于还原气氛炉中于880°C保温4h ;将出炉后的粉块置于95°C的热水中浸泡6h，然后用去离子水洗3遍去掉已溶解的盐类，再抽滤、烘干即得。实施例7按化学式(Ba12Sr072 ) SiO4:Eu0.08 称取分析纯的 I. 2moIBaCO3,0. 72molSrC03,ImolSiO2以及O. (MmolEu2O3，将它们混合后得混合物A;采用摩尔比为I : I : I : 5的KCl、NaCUNaNO3和NaCO3的混合物作为熔盐，将混合物A与熔盐按质量比2. 5 : I混合后，加入到重量比为I : I的乙醇和丙酮的混合液中并超声搅拌混合均匀，将混匀后的原料烘干并过筛，然后置于还原气氛炉中于880°C保温4h;将出炉后的粉块置于95°C的热水中浸泡2h，然后用去离子水洗3遍去掉已溶解的盐类，再抽滤、烘干即得。本发明实施例5-7所得的绿色荧光粉的粒径分布图见图4。
权利要求
1.一种LED用绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)按化学式(Ba，Sr)2Si04:Eu中的化学计量比称取BaCO3'SrCO3> SiO2以及Eu2O3,将它们混合后得混合物A ; (2)将混合物A与熔盐混合均匀，然后过筛； (3)将过筛后的混合物置于还原气氛炉中高温焙烧； (4)将出炉后的粉块置于水中浸泡，然后进行后处理，即得。
2.如权利要求I所述的LED用绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述熔盐选自NaN03、KCl、NaCO3或NaCl中的一种或两种以上以任意比例组成的混合物。
3.如权利要求2所述的LED用绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述熔盐为NaNO3与KCl以摩尔比I : 1-1 3组成的混合物。
4.如权利要求I所述的LED用绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述混合物A与熔盐的质量比为2 : I 3 : I。
5.如权利要求I所述的LED用绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)中混合物A和熔盐的混合是在有机溶剂中进行，并采用搅拌设备分散均匀，然后烘干。
6.如权利要求5所述的LED用绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，所采用的有机溶剂选自乙醇、丙酮或二者任意比例的混合物。
7.如权利要求I所述的LED用绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)高温焙烧的温度是850-1150°C，时间为2-6h。
8.如权利要求I所述的LED用绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中浸泡用水的温度为80-100°C，时间为2-10h。
9.如权利要求I至8任一项所述的LED用绿色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中后处理为水洗、抽滤和烘干。
全文摘要
本发明涉及一种制备LED用(Ba,Sr)2SiO4:Eu绿色荧光粉的方法，首先按化学式中的化学计量比称取BaCO3、SrCO3、SiO2以及Eu2O3，将它们混合后得混合物A，然后将混合物A与熔盐混合均匀，过筛，再将过筛后的混合物置于还原气氛炉中高温焙烧，最后将出炉后的粉块置于水中浸泡，进行后处理，即得。本发明的制备工艺简便、合成温度低，制备的荧光粉形貌好、粒径分布均匀并具有良好的发光性能。
文档编号C09K11/59GK102899037SQ20121041322
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者符义兵, 何锦华, 梁超, 滕晓明 申请人:江苏博睿光电有限公司