一种具有高热稳定性的橙红色荧光材料及制备方法与流程

本发明属于稀土荧光材料制备技术领域，尤其涉及一种具有高热稳定性的橙红色稀土荧光材料及制备方法。

背景技术：

目前，业内常用的现有技术是这样的：

荧光材料是指受紫外照射或蓝光照射时能够发光的材料。其特点是在紫外光或者蓝光照射时发光，停止照射时不在发光的一类材料。该材料主要可以非为两大类：无机荧光材料和有机荧光材料；在紫外光照射下，依材料体系的不同，而呈现出各种颜色的可见光。荧光材料在照明、生化和医药领域有着广泛的应用。例如：可以通过化学反应把具有荧光性的材料粘到生物大分子上，然后通过观察示踪材料发出的荧光来灵敏地探测这些生物大分子，因此合成多种颜色的、稳定的荧光材料是非常重要的。

在照明白光led领域，稀土荧光材料是非常重要的一个体系。目前，组装白光led的方式主要有两种，其中，第一种是蓝光芯片与y3al5o12:ce³⁺组合形成白光；第二种是近紫外光芯片结合红、绿、蓝三基色形成白光。其中红色和橙红色荧光材料是三基色荧光材料中非常重要的组成部分，目前，红色和橙红色荧光材料的基质材料主要是由硫化物和氮化物组成，硫化物存在热稳定性差和寿命不匹配的缺陷；氮化物虽然性能非常优异，但是合成条件复杂，成本高昂。

综上所述，现有技术存在的问题是：

利用第一种方式形成白光具有色温不可控，显色指数差等缺陷；第二种方式形成的白光可以很好的解决色温不可控，显色指数差的问题。但是，如前所述寻找性能优异，合成工艺简单的红色和橙红色荧光材料依然是白光led用无机荧光材料的重要课题。

解决上述技术问题的难度和意义：

sm³⁺在适当的基质材料中凭借其4f→4f跃迁，可以得到蓝光的有效激发，从而发光橙红色可见光。目前，可以形成有效的红光或者橙红光基质材料主要分为硫化物和氮化物两大类。其中硫化物的主要缺陷在于基质材料不稳定，尤其是在高温条件下的稳定性欠佳；相对而言，氮化物基质材料高温稳定性良好，但是，合成工艺复杂，设备要求高且成本高。磷酸盐尤其是双磷酸盐基质材料，由于其晶体结构能够提特殊的晶体场环境并且合成工艺相对简单，因此成为荧光材料的研究热点。双磷酸盐基质材料目前已经被开发出很多种，但是，其热稳定性一直是需要攻克的难题，找到具有优异热稳定性的双磷酸红色或者橙红色荧光粉意义巨大。

总之，对橙红色双磷酸盐荧光材料的合成工艺进行优化及热稳定性提高，能够为拓宽荧光材料的使用范围提供更大的可能。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种具有高热稳定性的橙红色荧光材料及制备方法。

本发明是这样实现的，一种具有高热稳定性的橙红色荧光材料的制备方法为：

步骤一：将一定质量的一定质量的含锶化合物、含铟化合物与磷酸盐化合物混合后，加过量稀酸水溶液溶解；具体化合物可以为：srco3，in2o3和nh4h2po4；具体比例(摩尔比)为sr²⁺：in³⁺：po4^3-＝9:1:7；

步骤二：该溶液在不断搅拌情况下，将微量钐的氧化物粉末缓慢滴加到溶液中进行蒸馏沉淀，沉淀结束后将沉淀陈化，然后过滤、洗涤、干燥、充分研磨后得到双磷酸盐前驱体；

步骤三：将双磷酸盐前驱体在氩气或空气气氛下于1100～1400℃下烧结5～10h后，冷却至室温；；

步骤四：将烧结产物放充分研磨、烘干即可。

进一步，所述碳酸锶、氧化锶、氢氧化锶或可溶性锶盐，含铟化合物为碳酸钙、氧化铟、氢氧化铟或可溶性铟盐，含磷酸根的化合物主要为含磷酸根的可溶性铵盐。

进一步，所述沉淀陈化的时间为3～6h。

本发明的另一目的在于提供一种利用所述具有高热稳定性的橙红色荧光材料的制备方法制备的具有高热稳定性的橙红色荧光材料。该材料具有较高的发光强度，荧光量子效率可达70％，随着sm³⁺离子的浓度增加，光谱位置不会发生移动，最为主要的是该荧光材料的具有优异的热稳定性能，在150℃条件下测得的荧光强度为常温的97％。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

在合成工艺方面避免了传统固相合成工艺存在的反应不完全不充分，晶体缺陷较多的问题；所合成的双磷酸盐橙红色荧光粉不但发光效率高，发光性能稳定，而且具有优异的热稳定性。为白光led在较为极端的工况下使用提供了可能性。

本发明提供的以双磷酸盐为基质材料并掺入sm³⁺制备出橙红色荧光材料，合成工艺简单，具有热稳定性非常优异的特性，在150℃时，其发光强度仍然非常高。

本发明提出的双磷酸盐为基荧光材料可为led在苛刻条件下使用提供了更大的可能性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的具有高热稳定性的橙红色荧光材料的制备方法流程图；

图2是本发明实施例提供的sr9in(po4)7双磷酸盐荧光材料的xrd谱线，其中x代表晶体中掺入的sm³⁺含量，并利用标准数据卡片进行比对(jcpdsno.53-179)图。

图3是本发明实施例提供的sr9in(po4)7:0.15sm³⁺双磷酸盐荧光材料在不同温度下的发射光谱图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的应用原理做详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供的具有高热稳定性的橙红色荧光材料的制备方法为：

s101：将一定质量的含锶化合物、含铟化合物与磷酸盐化合物混合后，加过量稀酸水溶液溶解；具体化合物可以为：srco3，in2o3和nh4h2po4；具体比例(摩尔比)为sr²⁺：in³⁺：po4^3-＝9:1:7；

s102：该溶液在不断搅拌情况下，将微量钐的氧化物粉末缓慢滴加到溶液中进行蒸馏沉淀，沉淀结束后将沉淀陈化，然后过滤、洗涤、干燥、充分研磨后得到双磷酸盐前驱体；

s103：将双磷酸盐前驱体在氩气或空气气氛下于1100～1400℃下烧结5～10h后，冷却至室温；

s104：将烧结产物放充分研磨、烘干。

本发明实施例提供的含锶化合物为碳酸锶、氧化锶、氢氧化锶或可溶性锶盐，含铟化合物为碳酸铟、氧化铟、氢氧化铟或可溶性铟盐，含磷酸根的化合物为含磷酸根的可溶性铵盐，含钐化合物为氧化钐或可溶性钐盐。

本发明实施例提供的沉淀陈化的时间为3～6h。

本发明提供一种利用所述具有高热稳定性的橙红色荧光材料的制备方法制备的具有高热稳定性的橙红色荧光材料。

下面结合具体实验对本发明作进一步描述。

以srco3，in2o3，nh4h2po4和sm2o3为原料，按照具体实施方式进行合成，得到结果如下：在sr9in(po4)7双磷酸盐晶体中掺入不同量的sm³⁺后并没有改变其晶体结构。如图2所示。图2sr9in(po4)7双磷酸盐荧光材料的xrd谱线，其中x代表晶体中掺入的sm³⁺含量，并利用标准数据卡片进行比对(jcpdsno.53-179)。

以sm³⁺掺杂量为0.15mol的荧光材料为例测试其发光稳定性，结果如图3所示，当荧光材料加热到150℃时其发光强度仍然为常温条件下的97％。

图3sr9in(po4)7:0.15sm³⁺双磷酸盐荧光材料在不同温度下的发射光谱图，其中插图为不同温度下的发光强度。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。