一种磷硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法与流程

本发明涉及发光材料技术领域，尤其是涉及磷硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法。

背景技术：

白光led是一种将电能转换为白光的固态半导体器件，又称半导体照明，具有效率高、体积小、寿命长、安全、低电压、节能、环保等诸多优点，被人们看成是继白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯之后第四代照明光源，是未来照明市场上的主流产品。

目前出现了各种各样的白光led制备方法，其中蓝光led芯片与黄色荧光材料组合、蓝光led芯片与红色和绿色荧光材料组合、紫光led芯片与三基色荧光材料组合这三种方法以价格低、制备简单成为制备白光led的主要方法。蓝光led芯片与黄色荧光材料组合是研究最早也是最成熟的方法，制备的白光led发光效率已经远远超过白炽灯，但是显色指数低，色温高，不能作为室内照明使用。为了提高白光led的显色性，各国科学家研发了蓝光led芯片与红、绿色荧光材料组合和紫光led芯片与红、绿、蓝三基色荧光材料组合另外两种实现白光led的方法。

目前ingan芯片的发射波长已经移至近紫外区域,能为荧光粉提供更高的激发能量，进一步提高白光led的光强。由于紫外光不可见，紫外激发白光led的颜色只能由荧光粉决定，因此颜色稳定，显色指数高，使用近紫外ingan芯片和蓝、黄荧光粉或者与三基色荧光粉组合来实现白光的方案成为目前白光led行业发展的重点。绿色荧光粉是该方案中不可缺少的成分。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种具有宽的激发带宽，激发带覆盖紫外和紫光区域的磷硅酸盐绿色荧光粉；本发明的另一个目的是提供上述磷硅酸盐绿色荧光粉的制备方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种磷硅酸盐绿色荧光粉，该荧光粉具有如下化学表达式：m3ca1-x(sio3)(po4)：xeu²⁺，x为0.001～0.1，m为li、na和k中任意一种。

一种磷硅酸盐绿色荧光粉的制备方法，包括如下步骤：(1)以碱金属碳酸盐、碳酸钙、二氧化硅、磷酸盐和氧化铕为原料，按化学表达式m3ca1-x(sio3)(po4)：xeu²⁺的摩尔比称取所述原料，其中，x为0.001～0.1，m为li、na和k中任意一种；(2)将原料混合均匀后，装入坩埚，在高温炉内于还原气氛下1250～1350℃条件下烧结2～7小时，后冷却到室温得到所述磷硅酸盐绿色荧光粉。

作为优选，所述碱金属碳酸盐为碳酸锂、碳酸钠和碳酸钾中任意一种。

作为优选，所述磷酸盐为磷酸氢二铵和磷酸二氢铵中任意一种。

作为优选，所述还原气氛为氮氢混合气或co气氛。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明的荧光粉原料易得，且制备条件温和，不需要高温；(2)本发明的绿色荧光粉具有宽的激发带宽，激发带覆盖紫外和紫光区域，激发峰位于365nm附近，与紫外芯片的发射峰重叠很好，能够有效被激发，化学稳定性好和发光效率高，适合作为紫外led用绿色荧光粉。

附图说明

图1是本发明提供的实施例1制备的荧光粉激发光谱图；

图2是本发明提供的实施例1制备的荧光粉发射光谱图；

图3是本发明提供的实施例1制备的荧光粉xrd光谱图

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本专利做进一步的解释。

实施例1

一种磷硅酸盐绿色荧光粉，具有如下化学表达式：li3ca0.999(sio3)(po4)：0.001eu²⁺。

按照li3ca0.999(sio3)(po4)：0.001eu²⁺称取li2co3、caco3、sio2、nh4h2po4和eu2o3，它们之间的摩尔比为1.5：0.999：1：1：0.0005，充分研磨混合均匀后，放置坩埚中，在高温炉中于co气氛下在1350℃焙烧2小时，后冷却到室温，得到磷硅酸盐绿色荧光粉。

图1本实施例制备的荧光粉的激发光谱图，监控波长500纳米，从图1中可以看出，本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外和紫光区域，激发峰位于365nm附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫外和紫光芯片有效激发。图2是本实施例制备的荧光粉的发射光谱图，激发波长365纳米，从图2中可以看出，当发射光谱的激发波长为365nm，本实施例的荧光粉的发射为宽带绿光发射，发射峰位于500nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的绿色荧光粉。图3是本实施例制备的荧光粉的xrd光谱图，从图3中可以看出，本实施例的荧光粉的xrd衍射峰强度高，表明粉体的结晶度好，与na3ca(sio3)(po4)的标准图谱吻合较好，表明合成的粉体物相较纯。

实施例2

一种磷硅酸盐绿色荧光粉，具有如下化学表达式：li3ca0.9(sio3)(po4)：0.1eu²⁺。

按照li3ca0.9(sio3)(po4)：0.1eu²⁺称取li2co3、caco3、sio2、(nh4)2hpo4和eu2o3，它们之间的摩尔比为1.5：0.9：1：1：0.05，充分研磨混合均匀后，放置坩埚中，在高温炉中于5％h2+95％n2(体积比)的氮氢混合气氛下在1250℃焙烧7小时，后冷却到室温，得到磷硅酸盐绿色荧光粉。

本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外和紫光区域，激发峰位于365nm附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫外和紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为365nm，本实施例的荧光粉的发射为宽带绿光发射，发射峰位于500nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的绿色荧光粉。本实施例的荧光粉的xrd衍射峰强度高，表明粉体的结晶度好，与na3ca(sio3)(po4)的标准图谱吻合较好，表明合成的粉体物相较纯。

实施例3

一种磷硅酸盐绿色荧光粉，具有如下化学表达式：li3ca0.99(sio3)(po4)：0.01eu²⁺。

按照li3ca0.99(sio3)(po4)：0.01eu²⁺称取li2co3、caco3、sio2、(nh4)2hpo4和eu2o3，它们之间的摩尔比为1.5：0.99：1：1：0.005，充分研磨混合均匀后，放置坩埚中，在高温炉中于5％h2+95％n2(体积比)的氮氢混合气氛下在1200℃焙烧5小时，后冷却到室温，得到磷硅酸盐绿色荧光粉。

本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外和紫光区域，激发峰位于365nm附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫外和紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为365nm，本实施例的荧光粉的发射为宽带绿光发射，发射峰位于500nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的绿色荧光粉。本实施例的荧光粉的xrd衍射峰强度高，表明粉体的结晶度好，与na3ca(sio3)(po4)的标准图谱吻合较好，表明合成的粉体物相较纯。

实施例4

一种磷硅酸盐绿色荧光粉，具有如下化学表达式：na3ca0.999(sio3)(po4)：0.001eu²⁺。

按照na3ca0.999(sio3)(po4)：0.001eu²⁺称取na2co3、caco3、sio2、nh4h2po4和eu2o3，它们之间的摩尔比为1.5：0.999：1：1：0.0005，充分研磨混合均匀后，放置坩埚中，在高温炉中于co气氛下在1350℃焙烧2小时，后冷却到室温，得到磷硅酸盐绿色荧光粉。

本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外和紫光区域，激发峰位于365nm附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫外和紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为365nm，本实施例的荧光粉的发射为宽带绿光发射，发射峰位于500nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的绿色荧光粉。本实施例的荧光粉的xrd衍射峰强度高，表明粉体的结晶度好，与na3ca(sio3)(po4)的标准图谱吻合较好，表明合成的粉体物相较纯。

实施例5

一种磷硅酸盐绿色荧光粉，具有如下化学表达式：na3ca0.9(sio3)(po4)：0.1eu²⁺。

按照na3ca0.9(sio3)(po4)：0.1eu²⁺称取na2co3、caco3、sio2、(nh4)2hpo4和eu2o3，它们之间的摩尔比为1.5：0.9：1：1：0.05，充分研磨混合均匀后，放置坩埚中，在高温炉中于5％h2+95％n2(体积比)的氮氢混合气氛下在1250℃焙烧7小时，后冷却到室温，得到磷硅酸盐绿色荧光粉。

本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外和紫光区域，激发峰位于365nm附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫外和紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为365nm，本实施例的荧光粉的发射为宽带绿光发射，发射峰位于500nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的绿色荧光粉。本实施例的荧光粉的xrd衍射峰强度高，表明粉体的结晶度好，与na3ca(sio3)(po4)的标准图谱吻合较好，表明合成的粉体物相较纯。

实施例6

一种磷硅酸盐绿色荧光粉，具有如下化学表达式：k3ca0.999(sio3)(po4)：0.001eu²⁺。

按照k3ca0.999(sio3)(po4)：0.001eu²⁺称取k2co3、caco3、sio2、nh4h2po4和eu2o3，它们之间的摩尔比为1.5：0.999：1：1：0.0005，充分研磨混合均匀后，放置坩埚中，在高温炉中于co气氛下在1350℃焙烧2小时，后冷却到室温，得到磷硅酸盐绿色荧光粉。

本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外和紫光区域，激发峰位于365nm附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫外和紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为365nm，本实施例的荧光粉的发射为宽带绿光发射，发射峰位于500nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的绿色荧光粉。本实施例的荧光粉的xrd衍射峰强度高，表明粉体的结晶度好，与na3ca(sio3)(po4)的标准图谱吻合较好，表明合成的粉体物相较纯。

实施例7

一种磷硅酸盐绿色荧光粉，具有如下化学表达式：k3ca0.9(sio3)(po4)：0.1eu²⁺。

按照k3ca0.9(sio3)(po4)：0.1eu²⁺称取k2co3、caco3、sio2、(nh4)2hpo4和eu2o3，它们之间的摩尔比为1.5：0.9：1：1：0.05，充分研磨混合均匀后，放置坩埚中，在高温炉中于5％h2+95％n2(体积比)的氮氢混合气氛下在1250℃焙烧7小时，后冷却到室温，得到磷硅酸盐绿色荧光粉。

本实施例的荧光粉激发谱为一宽谱，覆盖了紫外和紫光区域，激发峰位于365nm附近，光谱峰值高，说明本实施例的荧光粉可以被紫外和紫光芯片有效激发。当发射光谱的激发波长为365nm，本实施例的荧光粉的发射为宽带绿光发射，发射峰位于500nm附近，说明本实施例的荧光粉适合做紫外和紫光激发的绿色荧光粉。本实施例的荧光粉的xrd衍射峰强度高，表明粉体的结晶度好，与na3ca(sio3)(po4)的标准图谱吻合较好，表明合成的粉体物相较纯。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。