一种锗酸盐基质发光可调的多色彩荧光粉及其制备方法与流程

本发明涉及光致发光的无机发光材料技术领域，尤其涉及一种锗酸盐基质发光可调的多色彩荧光粉及其制备方法。

背景技术

白光leds作为一种新型全固态照明光源，w其亮度商、能耗低、寿命长、体积小、重量轻、响应快，w及无福射、无污染、可平面化、结构紧凑等优点，而被视为21世纪的绿色照明光源。目前，白光leds的实现方式主要有光转换型、多色组合型、多量子阱型和量子点型等。基于工艺、成本及技术现状等因素考虑，光转换型白光leds一直受到该领域研究者的广泛关注。目前，光转换型白光leds主要通过“蓝光gan芯片激发yag:ce黄色荧光粉”来实现白光发射。尽管yag:ce黄色巧光粉的成本低、发光效率较高，但缺少红色发光成分，使得该种白光leds的显色指数较低。为克服上述缺点，目前采用紫外/近紫外芯片激发单基质荧光材料实现的白光led。当前，采用这种方式获得白光发射已经成为了led领域的研究热点。这种组合方式具有如下优点：(1)这种组合方式封装的led器件发光颜色取决于所使用的荧光粉，led器件的发光颜色也由荧光粉的发射光谱决定，因此，led器件的发光颜色的稳定性和显色性能要比前三种类型的要好；(2)这种组合方式使用的荧光粉的基质是单相化合物，能量损耗少，发光效率高；(3)可以克服多种荧光粉混合带来的颜色失调，不存在颜色再吸收和配比调控问题，有助于提高led器件的显色指数；(4)制备成本低。基于上述优势，单基质白光荧光粉受到了人们的广泛关注，并且对单基质白色荧光粉的研究也随之不断深入。随着照明光源的不断发展，白光led势必会替代白炽灯和荧光灯成为主流照明器件，而其中，紫外/近紫外激发单基质荧光粉组装的白光led也将会成为半导体照明产业发展的必然趋势。

大量单一基质白光荧光粉已得到报道，这些多基于发光中心的能量传递，如bi³⁺→eu³⁺,eu²⁺→mn²⁺，ce³⁺→mn²⁺，eu²⁺→tb³⁺→mn²⁺以及ce³⁺→tb³⁺→mn²⁺等。在本专利中提出tb3+与eu3+共掺杂实现多色彩发光，包括蓝光、绿光以及红光，发光颜色可调节成绿光，黄光与红光等，因此在紫外led用白光荧光粉方面具有潜在的应用价值。

技术实现要素：

本发明提出了一种锗酸盐基质发光可调的多色彩荧光粉及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明提出了一种锗酸盐基质发光可调的多色彩荧光粉，其化学式为：lu2-x-ygeo5:xtb³⁺,yeu³⁺,其中0≤x≤1.50，0≤y≤1.50。

本发明还提供了锗酸盐基质发光可调的多色彩荧光粉的制备方法，具体步骤如下：

以lu2-xgeo5:xtb³⁺为基体材料的无机光致发光材料制备方法如下：

1)、称量原料：lu2o3，geo2与tb4o7，各原料对应的摩尔比为2-x：1：x(0<x≤1.5)；

2)、合成样品：准确称取1)中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500摄氏度下保温5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀，然后放进高温管式炉中，在1000-1300摄氏度下空气环境中保温5-8小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料lu2-xgeo5:xtb³⁺；

以lu2-ygeo5:yeu³⁺为基体材料的无机光致发光材料制备方法如下：

1)、称量原料:lu2o3，geo2与eu2o3，各原料对应的摩尔比为2-y：1：y(0<y≤1.5)；

2)、合成样品:准确称取1)中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500摄氏度下保温5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀，然后放进高温管式炉中，在1000-1300摄氏度下空气环境中保温5-8小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料lu2-xgeo5:yeu³⁺；

以ln2-x-ygeo5:xtb³⁺,yeu³⁺为基体材料的无机光致发光材料制备方法如下：

1)、称量原料:lu2o3，geo2与eu2o3，各原料对应的摩尔比为2-x-y：1：x：y(0≤x≤1.50，0≤y≤1.50)；

2)、合成样品:准确称取1)中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500摄氏度下保温5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀，然后放进高温管式炉中，在1000-1300摄氏度下空气环境中保温5-8小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料lu2-x-ygeo5:xtb³⁺,yeu³⁺。

优选的，tb4o7以及eu2o3的纯度等级均为分析纯。

优选的，lu2o3以及geo2的纯度等级均为99.99％。

本发明的优点与有益效果：(1)材料的制备方法简单易行、条件易控、目标产物颗粒均匀；(2)制备的样品在uv光激发下,ln2geo5:tb³⁺可发射出明亮的绿光；lu2geo5:eu³⁺可发射出明亮的红光；(3)tb²⁺与eu³⁺共掺时，该荧光粉在紫外光激发下可以具有全谱色发射峰，包括蓝光、绿光以及红光，发光颜色可调节成绿光，黄光与红光等，因此在紫外led用白光荧光粉方面具有潜在的应用价值。

附图说明

图1为本发明中在lu0.95geo5:0.05tb³⁺,lu0.95geo5:0.05eu³⁺与lu0.65geo5:0.30tb³⁺,0.05eu³⁺的xrd光谱。

图2为本发明中在空气气氛下制备的lu0.95geo5:0.05tb³⁺发光材料的激发与发射光谱。

图3为本发明中在空气气氛下制备的lu0.95geo5:0.05eu³⁺发光材料的发射光谱。

图4为本发明中在空气气氛下制备的发光材料的激发与发射光谱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

参考图1-4，本发明提出了一种锗酸盐基质发光可调的多色彩荧光粉，其化学式为：lu2-x-ygeo5:xtb³⁺,yeu³⁺,其中0≤x≤1.50，0≤y≤1.50。

本发明还提供了锗酸盐基质发光可调的多色彩荧光粉的制备方法，具体步骤如下：

以lu2-xgeo5:xtb³⁺为基体材料的无机光致发光材料制备方法如下：

1)、称量原料：lu2o3，geo2与tb4o7，各原料对应的摩尔比为2-x：1：x(0<x≤1.5)；

2)、合成样品：准确称取1)中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500摄氏度下保温5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀，然后放进高温管式炉中，在1000摄氏度下空气环境中保温5小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料lu2-xgeo5:xtb³⁺；

以lu2-ygeo5:yeu³⁺为基体材料的无机光致发光材料制备方法如下：

1)、称量原料:lu2o3，geo2与eu2o3，各原料对应的摩尔比为2-y：1：y(0<y≤1.5)；

2)、合成样品:准确称取1)中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500摄氏度下保温5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀，然后放进高温管式炉中，在1000摄氏度下空气环境中保温5小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料lu2-xgeo5:yeu³⁺；

以ln2-x-ygeo5:xtb³⁺,yeu³⁺为基体材料的无机光致发光材料制备方法如下：

1)、称量原料:lu2o3，geo2与eu2o3，各原料对应的摩尔比为2-x-y：1：x：y(0≤x≤1.50，0≤y≤1.50)；

2)、合成样品:准确称取1)中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500摄氏度下保温5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀，然后放进高温管式炉中，在1000摄氏度下空气环境中保温5小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料lu2-x-ygeo5:xtb³⁺,yeu³⁺。

tb4o7以及eu2o3的纯度等级均为分析纯。

lu2o3以及geo2的纯度等级均为99.99％。

实施例2

参考图1-4，本发明提出了一种锗酸盐基质发光可调的多色彩荧光粉，其化学式为：lu2-x-ygeo5:xtb³⁺,yeu³⁺,其中0≤x≤1.50，0≤y≤1.50。

本发明还提供了锗酸盐基质发光可调的多色彩荧光粉的制备方法，具体步骤如下：

以lu2-xgeo5:xtb³⁺为基体材料的无机光致发光材料制备方法如下：

1)、称量原料：lu2o3，geo2与tb4o7，各原料对应的摩尔比为2-x：1：x(0<x≤1.5)；

2)、合成样品：准确称取1)中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500摄氏度下保温5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀，然后放进高温管式炉中，在1100摄氏度下空气环境中保温6小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料lu2-xgeo5:xtb³⁺；

以lu2-ygeo5:yeu³⁺为基体材料的无机光致发光材料制备方法如下：

1)、称量原料:lu2o3，geo2与eu2o3，各原料对应的摩尔比为2-y：1：y(0<y≤1.5)；

2)、合成样品:准确称取1)中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500摄氏度下保温5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀，然后放进高温管式炉中，在1100摄氏度下空气环境中保温6小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料lu2-xgeo5:yeu³⁺；

以ln2-x-ygeo5:xtb³⁺,yeu³⁺为基体材料的无机光致发光材料制备方法如下：

1)、称量原料:lu2o3，geo2与eu2o3，各原料对应的摩尔比为2-x-y：1：x：y(0≤x≤1.50，0≤y≤1.50)；

2)、合成样品:准确称取1)中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500摄氏度下保温5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀，然后放进高温管式炉中，在1100摄氏度下空气环境中保温6小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料lu2-x-ygeo5:xtb³⁺,yeu³⁺。

tb4o7以及eu2o3的纯度等级均为分析纯。

lu2o3以及geo2的纯度等级均为99.99％。

实施例3

参考图1-4，本发明提出了一种锗酸盐基质发光可调的多色彩荧光粉，其化学式为：lu2-x-ygeo5:xtb³⁺,yeu³⁺,其中0≤x≤1.50，0≤y≤1.50。

本发明还提供了锗酸盐基质发光可调的多色彩荧光粉的制备方法，具体步骤如下：

以lu2-xgeo5:xtb³⁺为基体材料的无机光致发光材料制备方法如下：

1)、称量原料：lu2o3，geo2与tb4o7，各原料对应的摩尔比为2-x：1：x(0<x≤1.5)；

2)、合成样品：准确称取1)中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500摄氏度下保温5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀，然后放进高温管式炉中，在1200摄氏度下空气环境中保温7小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料lu2-xgeo5:xtb³⁺；

以lu2-ygeo5:yeu³⁺为基体材料的无机光致发光材料制备方法如下：

1)、称量原料:lu2o3，geo2与eu2o3，各原料对应的摩尔比为2-y：1：y(0<y≤1.5)；

2)、合成样品:准确称取1)中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500摄氏度下保温5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀，然后放进高温管式炉中，在1200摄氏度下空气环境中保温7小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料lu2-xgeo5:yeu³⁺；

以ln2-x-ygeo5:xtb³⁺,yeu³⁺为基体材料的无机光致发光材料制备方法如下：

1)、称量原料:lu2o3，geo2与eu2o3，各原料对应的摩尔比为2-x-y：1：x：y(0≤x≤1.50，0≤y≤1.50)；

2)、合成样品:准确称取1)中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500摄氏度下保温5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀，然后放进高温管式炉中，在1200摄氏度下空气环境中保温7小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料lu2-x-ygeo5:xtb³⁺,yeu³⁺。

tb4o7以及eu2o3的纯度等级均为分析纯。

lu2o3以及geo2的纯度等级均为99.99％。

实施例4

参考图1-4，本发明提出了一种锗酸盐基质发光可调的多色彩荧光粉，其化学式为：lu2-x-ygeo5:xtb³⁺,yeu³⁺,其中0≤x≤1.50，0≤y≤1.50。

本发明还提供了锗酸盐基质发光可调的多色彩荧光粉的制备方法，具体步骤如下：

以lu2-xgeo5:xtb³⁺为基体材料的无机光致发光材料制备方法如下：

1)、称量原料：lu2o3，geo2与tb4o7，各原料对应的摩尔比为2-x：1：x(0<x≤1.5)；

2)、合成样品：准确称取1)中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500摄氏度下保温5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀，然后放进高温管式炉中，在1300摄氏度下空气环境中保温8小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料lu2-xgeo5:xtb³⁺；

以lu2-ygeo5:yeu³⁺为基体材料的无机光致发光材料制备方法如下：

1)、称量原料:lu2o3，geo2与eu2o3，各原料对应的摩尔比为2-y：1：y(0<y≤1.5)；

2)、合成样品:准确称取1)中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500摄氏度下保温5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀，然后放进高温管式炉中，在1300摄氏度下空气环境中保温8小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料lu2-xgeo5:yeu³⁺；

以ln2-x-ygeo5:xtb³⁺,yeu³⁺为基体材料的无机光致发光材料制备方法如下：

1)、称量原料:lu2o3，geo2与eu2o3，各原料对应的摩尔比为2-x-y：1：x：y(0≤x≤1.50，0≤y≤1.50)；

2)、合成样品:准确称取1)中的各原料，研磨均匀后放入马弗炉中，在空气环境中500摄氏度下保温5个小时，自然冷却至室温，所得产物再次研磨均匀，然后放进高温管式炉中，在1300摄氏度下空气环境中保温8小时,最后自然冷却至室温,再次研磨即得到固体粉末状发光材料lu2-x-ygeo5:xtb³⁺,yeu³⁺。

tb4o7以及eu2o3的纯度等级均为分析纯。

lu2o3以及geo2的纯度等级均为99.99％。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。