一种掺铕钼酸镧红色荧光粉的制备方法与流程

文档序号:14923880发布日期:2018-07-13 09:56阅读:411来源:国知局

本发明涉及一种稀土铕离子掺杂钼酸镧红色荧光粉及其制备方法。该荧光粉适用于制备发光、照明及显示器件,尤其适用于白光led用红色荧光粉,属于无机荧光材料制备技术领域。



背景技术:
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近些年来,白光led由于其发光效率高、耗电量少、使用寿命长、安全可靠性高、控制方式灵活、环保等特点而被广泛的应用于显示器、相机用闪光灯、面板背光源以及室内照明、汽车照明等方面。白光led也被喻为继白炽灯,荧光灯,高强度气体放电灯之后的第四代照明光源。目前市场上广泛使用的白光led是使用蓝光ingan芯片激发yag:ce3+黄色荧光粉,黄光和蓝光混合以得到白光。但是由于该系统中缺少红光部分,因此发出的白光的显色性不是很高。为了解决这一问题,一种做法就是在荧光粉中加入红色荧光粉,从而提高白光led的显色性。

在近紫外光激发红、绿、蓝三基色荧光粉获得白光led的方法中,主要用y2o2s:eu3+或掺eu3+硅氮化物做红粉,zns:(cu2+,al3+)做绿粉,bamgal10o17:eu2+做蓝粉。然而,y2o2s:eu3+红色荧光粉在近紫外光范围内不能很好的吸收,其发光效率不到蓝色和绿色荧光粉的1/8。此外,在近紫外光激发下,y2o2s:eu3+红色荧光粉的性能不稳定、荧光寿命短。硫化物红色荧光粉的这些不足成为了白光led发展的瓶颈。硅氮化物红色荧光粉发光性能优异,但合成仍较困难,成本较高。因此,寻求一种低成本、高亮度、性能稳定、显色性好的led红色荧光粉至关重要。

eu3+激发的钼酸盐红色荧光粉具有诸多特点,如其钼原子与四个氧原子配位,形成四面体对称配位的稳定结构,因此钼酸盐荧光粉具有良好的化学稳定性,克服了硫化物或硫氧化物红色荧光粉易分解的不足,逐渐成为研究的热点。近年来稀土掺杂钼酸盐红色荧光粉受到了广泛的关注。目前,对于稀土掺杂la2mo3o12红色荧光粉的研究报道较少,其相关研究具有重要意义。



技术实现要素:

本发明提出一种发光质量好,制备简单、无污染的掺铕钼酸镧红色荧光粉。

本发明另一目的是提供该掺铕钼酸镧红色荧光粉的制备方法。

本发明的具体技术方案如下:

一种掺铕钼酸镧红色荧光粉的制备方法,其化学式为:la2(1-x)eu2xmo3o12,其中x为eu3+掺杂的摩尔百分数,0.01≤x≤0.10,具体包括如下过程:

1)先按化学式la2(1-x)eu2xmo3o12中各元素的化学计量准备la(no3)3、eu(no3)3和钼酸钠,将la(no3)3和eu(no3)3溶液溶于蒸馏水中,得到[la(no3)3+eu(no3)3]的混合溶液a;

2)向混合溶液a中滴加钼酸钠溶液,在滴加的过程中磁力搅拌,滴加完成后,继续磁力搅拌0.5-1h,使混合均匀,得到白色悬浊液b;

3)将悬浊液b转移至反应釜中,反应釜体积填充度为70%-80%,放入烘箱中进行水热反应,反应温度为160-180℃,反应时间为12-20h;反应完成后离心沉降,并将得到的白色沉淀物洗涤后;在75-80℃条件下干燥4-8h;

4)将干燥后的白色粉末进行焙烧,焙烧温度为600-800℃,焙烧时间为1-4h,得到掺铕钼酸镧红色荧光粉。

本发明的进一步设计在于:

步骤1)中,la(no3)3和eu(no3)3溶液总体积与蒸馏水的体积比为1:6–1:10。

步骤2)中,所述钼酸钠溶液的浓度为0.1-0.2mol/l。

步骤2)中,洗涤采用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤2-3次。

步骤4)中,焙烧温度优选为700℃,时间优选为2h。

上述方法制备的掺铕钼酸镧红色荧光粉。

与现有的技术相比,本发明具有以下显著优点:

1)本发明制备工艺简单,整个反应在水溶液中进行,不需要添加表面活性剂,没有使用任何有机溶剂,经济环保,便于工业化生产。

2)按本发明技术方案制备的红色荧光粉在紫外/近紫外区间有较宽及较强的激发峰,可被紫外/近紫外led芯片有效激发。

3)按本发明技术方案制备的荧光粉在紫外/近紫外光激发下发射出红光,其发射峰在615nm,色纯度高。

4)按本发明制备的红色荧光粉温度稳定性较好,热淬灭温度t0.5=437k,高于150℃(423k),满足led用荧光粉的使用要求。

附图说明

图1为实施例1所制备的掺铕钼酸镧红色荧光粉的x射线衍射谱图;

图2为实施例1所制备的掺铕钼酸镧红色荧光粉的扫描电镜图,该图兼作摘要附图;

图3为实施例1所制备的掺铕钼酸镧红色荧光粉的激发光谱图。

图4为实施例1所制备的掺铕钼酸镧红色荧光粉的发射光谱图。

图5为实施例1所制备的掺铕钼酸镧红色荧光粉的发射光谱随温度的变化关系图。

具体实施方式

下面结合具体实施实例对本发明的技术解决方案作进一步的说明,这些实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。

实施例1:

本发明掺铕钼酸镧红色荧光粉,组分为:la2(1-x)eu2xmo3o12,其中x=0.05。其具体制备步骤如下:

1)分别量取2.375ml浓度为0.4mol/l的la(no3)3溶液(含la(no3)30.95mmol)和0.25ml浓度为0.2mol/l的eu(no3)3溶液(含eu(no3)30.05mmol)溶于20ml蒸馏水中,得到[la(no3)3+eu(no3)3]混合溶液a。

2)称取0.363g(1.5mmol)钼酸钠溶解于10ml蒸馏水中得到钼酸钠的水溶液,将该水溶液滴加到混合溶液a中,在滴加的过程中,磁力搅拌。滴加完成后,继续搅拌0.5h,使混合均匀,得到白色悬浊液b;

3)将悬浊液b转移至反应釜中,反应釜体积填充度为80%,放入烘箱中进行水热反应,反应完成后离心沉降,并将得到的白色沉淀物用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤2-3次;在80℃条件下干燥6h。

4)将干燥后的白色粉末置于马弗炉中,在700℃焙烧2h,得到所述掺铕钼酸镧红色荧光粉。

测试实施例1:

如图1所示,实施例1所得的掺铕钼酸镧红色荧光粉具有良好的结晶性,其衍射锋的晶面间距d值和相对强度与la2mo3o12的标准pdf卡(45-0407)符合,属于四方晶系。

如图2所示,该la2(1-x)eu2xmo3o12荧光粉具有不规则球状形貌,尺寸约为1-2μm。

如图3所示,当监测波长为615nm时,上述la2(1-x)eu2xmo3o12荧光粉的激发光谱在200-405nm的紫外/近紫外区有较强的吸收,对应于基质中(moo4)2-基团的吸收,而393nm和464nm的尖锐吸收峰分别属于eu3+离子的7f0→5l6和7f0→5d2能级跃迁。

如图4所示,在340nm的紫外光激发下,上述掺铕钼酸镧红色荧光粉发射出主峰位615nm的明亮红光,它对应eu3+离子的5d0→7f2跃迁。此外,592nm、651nm和699nm的发射峰分别对应于eu3+离子的5d0→7f1、5d0→7f3和5d0→7f4跃迁。

如图5所示,当温度从300k升高至480k时,由于温度淬灭效应,荧光发射强度逐渐减弱。当发光强度降至初始值的50%时,对应的温度为热淬灭温度t0.5=437k,高于150℃(423k),说明该荧光粉具有较好的热稳定性。

实施例2:

本发明掺铕钼酸镧红色荧光粉,组分为:la2(1-x)eu2xmo3o12(x=0.01)。其具体制备步骤如下:

1)分别量取2.475ml浓度为0.4mol/l的la(no3)3溶液(含la(no3)30.99mmol)和0.05ml浓度为0.2mol/l的eu(no3)3溶液(含eu(no3)30.01mmol)溶于25ml蒸馏水中,得到[la(no3)3+eu(no3)3]混合溶液a。

2)称取0.363g(1.5mmol)钼酸钠溶解于7.5ml蒸馏水中得到钼酸钠的水溶液,将该水溶液滴加到混合溶液a中,在滴加的过程中,磁力搅拌。滴加完成后,继续搅拌1h,使混合均匀,得到白色悬浊液b;

3)将悬浊液b转移至反应釜中,反应釜体积填充度为75%,放入烘箱中进行水热反应,反应完成后离心沉降,并将得到的白色沉淀物用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤2-3次;在75℃条件下干燥8h。

4)将干燥后的白色粉末置于马弗炉中,在800℃焙烧1h,得到所述掺铕钼酸镧红色荧光粉。

实施例3:

本发明掺铕钼酸镧红色荧光粉,组分为:la2(1-x)eu2xmo3o12(x=0.10)。其具体制备步骤如下:

1)分别量取2.25ml浓度为0.4mol/l的la(no3)3溶液(含la(no3)30.9mmol)和0.5ml浓度为0.2mol/l的eu(no3)3溶液(含eu(no3)30.1mmol)溶于27.5ml蒸馏水中,得到[la(no3)3+eu(no3)3]混合溶液a。

2)称取0.363g(1.5mmol)钼酸钠溶解于15ml蒸馏水中得到钼酸钠的水溶液,将该水溶液滴加到混合溶液a中,在滴加的过程中,磁力搅拌。滴加完成后,继续搅拌0.5h,使混合均匀,得到白色悬浊液b;

3)将悬浊液b转移至反应釜中,反应釜体积填充度为70%,放入烘箱中进行水热反应,反应完成后离心沉降,并将得到的白色沉淀物用蒸馏水和无水乙醇分别洗涤2-3次;在75℃条件下干燥8h。

4)将干燥后的白色粉末置于马弗炉中,在600℃焙烧3h,得到所述掺铕钼酸镧红色荧光粉。

当然,本发明还可有多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

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