发红光的双掺钼酸盐发光材料及其制备方法与应用与流程

文档序号：14467449阅读：225来源：国知局

本发明涉及一种发红光的双掺钼酸盐发光材料及其制备方法与应用。

背景技术：

半导体白光二极管照明，由于其具有使用电压低、体积小、光效高、稳定性好、颜色可调等优点，成为继白炽灯、荧光灯和高压汞灯后的第4代照明光源。目前，商品化的白光led实现方式是发射蓝光的芯片与yag：ce³⁺黄色荧光粉组合，但因缺少红色成分，其显色性比较差。另外，近紫外led与红绿蓝三色荧光粉结合组成的白光led也成为目前实现白光的主要途径，但由于商业红色荧光粉y2o2s∶eu³⁺的发光强度远低于蓝绿粉，其稳定性较差，严重影响了白光led的性能。因此，红色荧光粉的研发成为当前发展白光led所急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种发光强度高、稳定性好、色纯度高的发红光的双掺钼酸盐发光材料及其制备方法与应用。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种发红光的双掺钼酸盐发光材料，其化学式为li2eu4-x(moo4)7:xbi³⁺，且0<x≤0.4。

所述的发红光的双掺钼酸盐发光材料的制备方法，采用溶胶-凝胶法合成所述发红光的双掺钼酸盐发光材料，它包括以下步骤：

(1)混合金属盐溶液m的制备：按照化学式li2eu4-x(moo4)7:xbi³⁺，0<x≤0.4中各元素的摩尔比，分别称取提供li的原料化合物、提供eu的原料化合物、提供bi的原料化合物以及提供mo的原料化合物并配成混合金属盐溶液m；

(2)b溶液的配制：将c6h8o7·h2o溶于乙醇中形成b溶液；

(3)溶胶-凝胶状物质的制备：步骤(2)所得的b溶液与步骤(1)所得的混合金属盐溶液m进行相互作用，得到溶胶-凝胶状物质；

(4)灰化、煅烧：将步骤(3)所得的溶胶-凝胶状物质进行灰化、煅烧后，即得所述发红光的双掺钼酸盐发光材料。

所述的发红光的双掺钼酸盐发光材料的应用，应用于白光led用红色荧光粉以及用于其他发光器件的制作中。

较之现有技术而言，本发明的优点在于：本发明双掺钼酸盐发光材料的发光强度明显高于单稀土eu³⁺离子掺杂的li2eu4(moo4)7荧光粉，这类双掺钼酸盐发光材料性能稳定，发光强度高、色纯度高且可被395nm的近紫外光、465nm的可见光以及536nm绿光有效激发，在615nm处发射亮红光，对应于eu³⁺的⁵d0→⁷f2跃迁，故该类荧光粉材料可用于紫外光和蓝光芯片激发的白光led用红色荧光粉。特别是li2eu3.76(moo4)7:0.24bi³⁺表现出极为优越的性能。li2eu3.76(moo4)7:0.24bi³⁺能被395nm的近紫外光有效激发，主发射峰在615nm，能发射出纯红光，可见li2eu3.76(moo4)7:0.24bi³⁺可以作为良好的白光led用红色荧光粉发光材料。另外，本发明的双掺钼酸盐发光材料还具有制备方法简单、易操作等优点。

附图说明

图1是本发明实施例1至实施例7制得的样品在395nm激发波长下的发射光谱。

图2是在395nm以及465nm激发波长下实施例5制的li2eu3.76bi0.24(moo4)7样品的发射光谱对比图。

图3是实施例5制得的li2eu3.76bi0.24(moo4)7样品在395nm激发波长和615nm监测波长下的激发发射光谱。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明内容进行详细说明：

一种发红光的双掺钼酸盐发光材料，其化学式为li2eu4-x(moo4)7:xbi³⁺，且0<x≤0.4。

所述化学式中0.04≤x≤0.4；

所述发红光的双掺钼酸盐发光材料，其化学式为下列化学式中的一种：li2eu3.96(moo4)7:0.04bi³⁺(当x＝0.04时)、li2eu3.88(moo4)7:0.12bi³⁺(当x＝0.12时)、li2eu3.8(moo4)7:0.2bi³⁺(当x＝0.2时)、li2eu3.76(moo4)7:0.24bi³⁺(当x＝0.24时)、li2eu3.68(moo4)7:0.32bi³⁺(当x＝0.32时)、li2eu3.6(moo4)7:0.4bi³⁺(当x＝0.4时)。

所述的发红光的双掺钼酸盐发光材料的制备方法，采用溶胶-凝胶法合成所述发红光的双掺钼酸盐发光材料。

具体包括以下步骤：

(1)混合金属盐溶液m的制备：按照化学式li2eu4-x(moo4)7:xbi³⁺，0<x≤0.4中各元素的摩尔比，分别称取提供li的原料化合物、提供eu的原料化合物、提供bi的原料化合物以及提供mo的原料化合物并配成混合金属盐溶液m(一般为透明溶液)；

所述提供li的原料化合物、提供eu的原料化合物、提供bi的原料化合物以及提供mo的原料化合物可以分别是相应金属元素的氧化物、硝酸盐、磷酸盐、碳酸盐或硅酸盐等。本发明提供li的原料化合物选用li2co3固体，提供eu的原料化合物选用eu2o3，提供bi的原料化合物选用bi(no3)3·5h2o，提供mo的原料化合物选用(nh4)6mo7o24·4h2o。

(2)b溶液的配制：将c6h8o7·h2o溶于乙醇中形成b溶液；

(3)溶胶-凝胶状物质的制备：步骤(2)所得的b溶液与步骤(1)所得的混合金属盐溶液m进行相互作用，得到溶胶-凝胶状物质；

(4)灰化、煅烧：将步骤(3)所得的溶胶-凝胶状物质进行灰化、煅烧后，即得所述发红光的双掺钼酸盐发光材料。

其中，步骤(1)的具体制备方法为：按照化学式li2eu4-x(moo4)7:xbi³⁺，0<x≤0.4中各元素的摩尔比，分别称取li2co3固体、eu2o3、bi(no3)3·5h2o以及(nh4)6mo7o24·4h2o；将称好的bi(no3)3·5h2o以及eu2o3置于烧杯中，加入少量浓硝酸并加热至70-80℃使其溶解，之后加入(nh4)6mo7o24·4h2o和li2co3固体，搅拌溶解即得混合金属盐溶液m。

步骤(2)的具体操作方法为：将步骤(1)中所有金属元素总摩尔量的1-5倍的c6h8o7·h2o溶于20～25ml乙醇中形成b溶液。优选将所有金属元素总摩尔量的4倍的c6h8o7·h2o溶于20～25ml乙醇中形成b溶液。

步骤(3)的具体操作方法为：将步骤(2)所得的b溶液缓慢滴加至步骤(1)所得的混合金属盐溶液m中，边滴加边搅拌，滴完之后反应0.5-1.5h(优选反应1h)；之后根据反应后混合溶液的酸碱性加入酸或碱，调节其ph值至8-9(优选为ph值为9)，然后将调节好的混合溶液置于80-85℃(优选为80℃)水浴中加热至溶胶-凝胶状。其中，调节ph值所用的酸可以为盐酸等，所用的碱可以为氨水或氢氧化钠等。

步骤(4)的具体操作方法为：将步骤(3)制得的溶胶-凝胶状物质置于220-230℃(优选220℃)的烘箱中灰化2-3h(优选2h)，使之形成蓬松物，之后将蓬松物研磨后置于850-860℃(优选850℃)的马弗炉中烧4-5h(优选4h)，冷却后取出，研磨即得所述发红光的双掺钼酸盐发光材料。

实施例1：

(1)混合金属盐溶液m的制备：按照化学式li2eu4(moo4)7(即化学式li2eu4-x(moo4)7:xbi³⁺中，x＝0时)中各元素的摩尔比，分别称取li2co3固体、eu2o3以及(nh4)6mo7o24·4h2o；将称好的eu2o3置于烧杯中，加入少量浓硝酸并加热至70℃使其溶解至澄清，之后加入(nh4)6mo7o24·4h2o和li2co3固体，搅拌溶解即得混合金属盐溶液m；

(2)b溶液的配制：将上述所有金属元素总摩尔量的4倍的c6h8o7·h2o溶于20ml乙醇中形成b溶液；

(3)溶胶-凝胶状物质的制备：将步骤(2)所得的b溶液缓慢滴加至步骤(1)所得的混合金属盐溶液m中，边滴加边搅拌，滴完之后反应1h；之后根据反应后混合溶液的酸碱性加入酸或碱，调节其ph值至9，然后将调节好的混合溶液置于80℃水浴中加热至溶胶-凝胶状。

(4)灰化、煅烧：将步骤(3)制得的溶胶-凝胶状物质置于220℃的烘箱中灰化2h，使之形成蓬松物，之后将蓬松物研磨后置于850℃的马弗炉中烧4h，冷却后取出，研磨即得li2eu4(moo4)7。

其中，实施例1的反应方程式为：

li2co3+(nh4)6mo7o24·4h2o+2eu2o3→li2eu4(moo4)7

实施例2：

(1)混合金属盐溶液m的制备：按照化学式li2eu3.96bi0.04(moo4)7(即化学式li2eu4-x(moo4)7:xbi³⁺中，x＝0.04时)中各元素的摩尔比，分别称取li2co3固体、eu2o3、bi(no3)3·5h2o以及(nh4)6mo7o24·4h2o；将称好的bi(no3)3·5h2o以及eu2o3置于烧杯中，加入少量浓硝酸并加热至70℃使其溶解至澄清，之后加入(nh4)6mo7o24·4h2o和li2co3固体，搅拌溶解即得混合金属盐溶液m；