本发明属于固体光致发光材料制备技术领域。涉及由紫外光激发的白光荧光粉及其制备方法。
背景技术:
白色发光二极管是一种发光效率高、能耗低、寿命长、绿色环保的一种新型光源。目前,白光led主要通过以下三种方式实现:1)蓝光芯片(in-gan)激活黄色荧光粉钇铝石榴石(yag:ce),使得蓝光与黄光混合形成白光;2)将红、绿、蓝三基色led芯片组装在一起,通过控制三基色芯片的电流而实现白光;3)通过近紫外芯片激活红、绿、蓝三基色荧光粉获得白光。方式1)中存在显色指数低、色彩还原性差以及高温猝灭等缺点。方式2)不同芯片的输出电压、温度特性以及光致衰减程度不同,导致控制电路复杂。方式3)三基色混合荧光粉存在配比调控和颜色再吸收的问题,使得发光效率和色彩还原性能受到较大的影响。为了解决显色指数低、色彩还原性差、能量损耗等问题。因此,开发一种制备简单环保、高效单一基质荧光粉是非常有必要的。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种铕离子激励的basnxsi3o7+2x高效白光荧光粉。在空气气氛中部分eu3+高温自还原为eu2+,并通过改变sno2的掺入量,有效调节eu3+/eu2+的相对强度来对发光颜色进行调制,从而得到白光荧光粉。
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明所述的一种铕离子激励的硅酸盐白光荧光粉,化学成分包括:basnxsi3o7+2x:eu2+,eu3+(其中x=0.2~1)。
本发明所述的一种铕离子激励的硅酸盐白光荧光粉的制备方法,包含如下步骤:
(1)按照化学计量比称取原料baco3、sno2、sio2、eu2o3,其中铕离子(eu2++eu3+)的摩尔浓度为碱土金属阳离子的1%~6%。
(2)将上述原料混合放入清洁、干燥的刚玉内衬的球磨机中(玛瑙球)球磨均匀后装入刚玉坩埚中。
(3)高温自还原过程:将上述混合物置于马弗炉中在空气气氛中进行1200-1400℃高温固相反应10-14h,炉冷至950℃时取出冷却至室温,即得到样品。
本发明步骤(1)中原料的纯度分别为:baco3为分析纯;sno2为99.5%;sio2为99.99%;eu2o3为99.99%。
本发明制备过程中原材料廉价,工艺简单、安全环保。该产品能够在宽的紫外光及近紫外光光谱范围(250nm-410nm)的激发下发射出强的白光、且色纯度高,可以广泛用作于wled白光荧光粉。
附图说明
图1为实施例1、2中荧光材料样品的x射线衍射图。
图2为实施例1、2中荧光材料样品在395nm紫外激发下的发射光谱图。
图3为实施例1、2中荧光材料样品在395nm紫外激发下的发射光谱色坐标图。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步说明。
实施例1-2按照发明内容里的步骤制备铕离子激励的硅酸盐高效白光荧光粉。
实施例1。
称取baco3:1.9730g、sno2:0.6030g、sio2:1.8025g、eu2o3:0.0352g。将上述原料放入清洁干燥的球磨机中(玛瑙球)球磨均匀后装入刚玉坩埚中。该实施例热处理温度设为1300℃,反应时间10h后,关闭炉子开关,待其冷却到950℃时取出刚玉坩埚冷却至室温。最后,将刚玉坩埚中的混合物放入玛瑙研钵中研磨均匀后即得到样品。x射线衍射结果(如图1所示),当x=0.4时,该物质含有basi2o5和basnsi3o9相。将样品研磨后,用f-4600荧光分光光度计测量其室温发射谱(如图2所示)。由图2可以看出在395纳米近紫外光激发下,其激发谱主发射峰在496nm,该发射峰来源于eu2+:5d→4f的宽带(446nm-575nm)发射,另外一个发射峰在620nm,该发射峰来源于eu3+:5d0−7fj(j=0,1,2,3,4)线状发射。发色谱色坐标结果如图3所示:其发射谱色坐标位置为:x=0.3352y=0.2984(如图3所示),位置在白光光区域,肉眼可见该荧光材料发出高效白光。
实施例2。
称取baco3:1.9730g、sno2:1.2056g、sio2:1.8025g、eu2o3:0.0352g。将上述原料放入清洁干燥的球磨机中(玛瑙球)球磨均匀后装入刚玉坩埚中。该实施例热处理温度设为1300℃,反应时间10h后,关闭炉子,待其自然冷却到950℃时取出刚玉坩埚冷却至室温。最后,将刚玉坩埚中的混合物放入玛瑙研钵中研磨均匀后即可得到样品。x射线衍射结果(如图1所示),当x=0.8时,该物质含有basni3o9和basi5o13相;随着sno2掺入量的增多,当x=0.8时,不仅出现了x=0.4时所存在的相,还出现了少量sno2新相。将样品研磨后,用f-4600荧光分光光度计测量其室温发射谱(如图2所示)。由图2可以看出在395nm近紫外光激发下,其激发谱主发射峰在495nm,该发射峰来源于eu2+:5d→4f的宽带(447nm-575nm)发射,另外一个发射峰在620nm,该发射峰来源于eu3+:5d0−7fj(j=0,1,2,3,4)线状发射。色坐标结果如图3所示:其发射谱色坐标位置为:x=0.2834y=0.2734(如图3所示),位置在白光光区域,肉眼可见该荧光材料发出强的白光。