LED照明用高性能红色发光材料及其制备方法

本发明涉及一种高性能的钼酸盐红色发光材料及其制备方法，属于无机发光材料。

背景技术：

1、白光发光二极管(w-leds)作为一种固态光源，具有寿命长、能耗低、绿色环保等优点，在照明应用中发挥着重要作用。目前，商用w-leds是通过在蓝色ingan芯片上涂覆亮黄色y3al5o12:ce3+荧光粉来制造的，但这种w-leds的白光呈现出低显色指数(cri)和高相关色温(cct)。为了解决这些问题，需要在“蓝+黄”组合基础上增补红光，或将三基色(rgb)荧光粉与近紫外(n-uv)芯片相结合，其中红色成分有效地提高了白光的cri和cct。因此，具有优异发光性能的近紫外或蓝光激发红荧光粉极大地促进了高性能w-leds的快速发展。稀土离子eu3+由于其电偶极5d0→7f2跃迁而被广泛用作荧光粉中的红色发光中心。因此，为了使w-leds具有优异的白光性能，研究掺杂eu3+的新型红发荧光粉是十分必要的。

2、近年来，钼酸盐荧光粉由于其稳定的结构和良好的物理化学性能受到了研究者的广泛关注。现有技术中报道了一些稀土元素掺杂的钼酸盐发光材料，例如公开号为cn111961469a的中国专利文献报道的(ca1-xax)(1-2y)moo4:yeu3+,yb+(a＝mg,sr,ba；b＝li,na,k)荧光粉、公开号为cn103113889a的中国专利文献报道的mmoo4:eu3+,r+,re3+(m＝ca、sr、ba；r＝li、na、k；re＝gd、sm、bi)荧光粉、公开号为cn104560039a的中国专利文献报道的kgd(moo4)2:re3+(re＝eu,sm,pr)荧光粉，均可以看出制备的荧光粉虽然具有较好的热稳定性和发射强度，但其制备工艺较为复杂，耗时长，不利于大规模生产。而本发明的eu3+掺杂k5bi(moo4)4发光材料与之相比，不仅具有结构稳定，合成温度较低和制备工艺简单等优势，而且具有良好的热稳定性，高色纯度，寿命短等诸多优点。能更好地满足led照明领域的要求。

3、本发明首次通过简单的高温固相法成功制备了一种高亮度高稳定性钼酸盐红色发光材料。具体是选择以钼酸盐为基质材料使发光材料能够具有优异的结构稳定性；以eu3+替换基质中的bi3+离子，在保证电荷平衡的基础上得到高发光强度的发光材料。

技术实现思路

1、本发明解决的第一个技术问题是提供一种led照明用的稀土掺杂k5bi(moo4)4红色发光材料。

2、本发明的技术方案：发光材料的化学式为：k5bi(moo4)4:eu3+。其基体属于六方晶胞结构，空间群为r-3mh，具有物理化学性质稳定、吸收能力强、合成温度低等特点。以eu3+为发光中心，在370nm至420nm处都出现强烈的吸收。

3、本发明解决的第二个技术问题是提供一种led照明用的钼酸盐红色发光材料的制备方法。

4、一种高亮度高稳定性钼酸盐红色发光材料的制备方法，具体步骤如下:

5、a、按照k5bi(moo4)4:eu3+称取碳酸钾(k2co3)、氧化铋(bi2o3)、三氧化钼(moo3)、氧化铕(eu2o3)，加入适量无水乙醇(c2h6o)后研磨至干燥。

6、b、将步骤a中研磨得到的混合粉末转入刚玉坩埚中置于马弗炉中，加热煅烧，冷却后得到白色固体产物。

7、在一种实施方式中，步骤a中，无水乙醇用量为2～5ml；优选的，用量为4ml。

8、在一种实施方式中，步骤a中，研磨时间为10～30min；优选的，研磨时间为20min。

9、在一种实施方式中，步骤b中，焙烧温度为500～700℃；优选的，焙烧温度为600℃。

10、在一种实施方式中，步骤b中，焙烧保温时间为6～8h；优选的，焙烧保温时间为7h。

11、本发明解决的第三个技术问题是提供了一种高亮度高稳定性钼酸盐红色发光材料的应用，将其应用于led照明领域。

12、本发明的有益效果：

13、1、本发明开创性的将k5bi(moo4)4用作无机发光材料基质，并用高温固相法合成。该基质理化学性质稳定、吸收能力强、合成温度低；该方法简单快捷；

14、2、本发明开创性的在k5bi(moo4)4基体中掺杂稀土发光离子eu3+，可有效吸收近紫外光并高效发射出红光，是一种与近紫外led芯片有较好的匹配性的发光材料；

15、3、本发明的产品具备无毒、无污染、理化性能优异等特点。与近紫外芯片及商用绿、蓝荧光粉结合后可以得到高显色指数、低色温的暖白光，并且可以加入传统的蓝色ingan芯片和黄色y3al5o12:ce3+荧光粉体系从而改善色度参数。

技术特征：

1.一种led照明用钼酸盐红色发光材料，其特征在于：发光材料化学式为k5bi1-x(moo4)4:xeu3+(0＜x≤0.2)，该发光材料采用高温固相法制备。

2.如权利要求1所述的一种led照明用钼酸盐红色发光材料，其特征在于，具体步骤如下：

3.根据权利要求2所述的一种led照明用钼酸盐红色发光材料的制备方法，其特征在于：步骤b中，焙烧温度为500～700℃。

4.根据权利要求2所述的一种led照明用钼酸盐红色发光材料的制备方法，其特征在于：步骤b中，焙烧保温时间为6～8h。

5.一种权利要求1所述的一种led照明用钼酸盐红色发光材料的制备方法或者权利要求2～4任一项所述制备方法制得的钼酸盐红色发光材料的应用，其特征在于，将该发光材料用于led照明领域。

技术总结
本发明属于无机发光材料领域，具体涉及一种LED照明用红色发光材料及其制备方法，化学式为：K<subgt;5</subgt;Bi(MoO<subgt;4</subgt;)<subgt;4</subgt;:Eu<supgt;3+</supgt;；本发明选择K<subgt;5</subgt;Bi(MoO<subgt;4</subgt;)<subgt;4</subgt;为基体，具有四面体(MoO<subgt;4</subgt;)<supgt;2‑</supgt;基团的钼酸盐具有物理化学性质稳定、吸收能力强、合成温度低等特点，晶体结构属于R‑3MH空间群的六方结构，以Eu<supgt;3+</supgt;为发光中心并采用高温固相法合成出高效的红色发光材料，具有工艺简单、成本低、发光强度高，既环保安全又经济高效等优点，可在实际中批量生产，本发明制备的荧光粉在LED照明领域具有良好的应用潜质。

技术研发人员：张文涛,朱海文,李峻峰,张佩聪,陈显飞,李强,赵文明,羊衣白,李东升
受保护的技术使用者：成都理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16