CN110437825A - 一种蓝色发光荧光物及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种蓝色发光荧光物,具有式I通式:式I中,M为Mg和Ca中的一种或两种,A选自Li、Na、K、Rb和Cs中的一种或几种,0.001≤x≤0.90,0≤y≤0.05,0≤a≤1.0,0≤b≤1.0。本发明提供的蓝色发光荧光物以氯硼酸盐为基质,以Ce3+离子为激活离子,化学性质稳定;其激发带在近紫外区,发射光谱中含有丰富的蓝光组分,无放射性,不会对环境产生危害。实验结果表明:该荧光物可被250~400nm波段的近紫外光有效激发,发射420~550nm的宽峰,主发射峰位于440nm和465nm附近。本发明还提供了一种蓝色发光荧光物的制备方法和应用。
Description
技术领域
本发明涉及发光材料技术领域,尤其涉及一蓝色发光荧光物及其制备方法和应用。
背景技术
白光LED(Light Emitting Diode:发光二极管)具有高效、节能、寿命长等优点,可广泛用于各种照明设施上,如交通指示灯、路灯、汽车灯、户外显示屏和广告板等,它是一种环保、节能的绿色照明光源,是21世纪替代传统照明器件的新光源。
当前,白光LED照明的主流方案是采用蓝光LED芯片涂覆黄光荧光粉,黄光荧光粉发出的黄光和管芯透射出的蓝光混合成白光。然而,该方案由于光谱中缺少绿光和红光成分,导致器件的显色性较差,不适合室内照明,尤其如画廊、居室和展览馆等场所。为提高白光LED的显色性能,人们提出了利用近紫外光LED芯片涂覆红、绿、蓝三基色荧光粉,利用三基色荧光粉发出的三基色光实现白光发射,可将显色性提到高90以上。其中,开发适于近紫外光激发的红、绿、蓝三基色荧光粉是关键。
目前,业界公认的适于近紫外光激发的蓝光荧光粉有BaMgAl10O17:Eu2+(BAM)、Sr2MgSi2O7:Eu2+和Sr5(PO4)3Cl:Eu2+等。近来,公告号为CN 105219378 B专利公开了一种新型硅酸盐蓝色荧光粉Na2(Ca0.5Sr0.5-x)(SiO4):xEu2+。然而,BAM蓝粉,Sr2MgSi2O7:Eu2+、Sr5(PO4)3Cl:Eu2+和Na2(Ca0.5Sr0.5-x)(SiO4):xEu2+在400nm近紫外光区激发效率急剧下降。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种蓝色发光荧光物及其制备方法和应用,本发明提供的蓝色发光荧光物在400nm的近紫外光区具有良好的激发效率。
本发明提供了一种蓝色发光荧光物,具有式I通式:
Ba1.31+bMaSr3.69-a-b-x-y(BO3)3Cl:xCe3+,yA+ 式I;
式I中,M选自Mg和Ca中的一种或两种;
A选自Li、Na、K、Rb和Cs中的一种或几种;
0.001≤x≤0.90,0≤y≤0.05,0≤a≤1.0,0≤b≤1.0。
在本发明中,所述x、y、a和b均为摩尔系数;所述x优选为0.001、0.01、0.05、0.5或0.9;所述y优选为0、0.001、0.01或0.05;所述a优选为0或0.1;所述b优选为0、0.1、0.19或0.69。
在本发明中,所述式I优选为Ba1.31Sr3.689(BO3)3Cl:0.001Ce3+、Ba1.31Sr3.68(BO3)3Cl:0.01Ce3+、Ba1.31Sr3.64(BO3)3Cl:0.05Ce3+、Ba1.31Sr3.19(BO3)3Cl:0.50Ce3+、Ba1.31Sr2.79(BO3)3Cl:0.90Ce3+、Ba1.31Mg0.1Sr3.54(BO3)3Cl:0.05Ce3+、Ba1.31Ca0.1Sr3.54(BO3)3Cl:0.05Ce3+、Ba1.31Sr3.688(BO3)3Cl:0.001Ce3+,0.001Na+、Ba1.31Sr3.67(BO3)3Cl:0.01Ce3+,0.01Na+或Ba1.31Sr3.59(BO3)3Cl:0.05Ce3+,0.05Na+。
在本发明中,所述蓝色发光荧光物优选为粉体,外光为白色粉末;所述蓝色发光荧光物的粒度优选为500~600目。
本发明提供了一种适于近紫外光激发的蓝色发光荧光物(蓝色发光荧光粉),本发明提供的蓝色发光荧光粉以氯硼酸盐为基质,以Ce3+离子为激活离子,利用稀土元素Ce3+离子的4f-5d能带结构,可在250~400nm范围波长光激发下发出峰值位置位于440nm和465nm的蓝光发射,有效地实现了近紫外光激发下发射蓝光的光转换作用。本发明提供的蓝色发光荧光粉的化学性质稳定。
本发明提供了一种上述技术方案所述的蓝色发光荧光物的制备方法,包括:
将含Sr的化合物、含M的化合物、含Ba的化合物、含B的化合物、含Cl的化合物、含A化合物和含Ce的化合物混合,得到混合物;
将所述混合物进行烧结,得到蓝色发光荧光物。
在本发明中,所述含Sr化合物优选选自含锶的碳酸盐和/或含锶的氧化物,更优选为SrCO3;所述含M化合物优选选自含M的碳酸盐和/或含M的氧化物,更优选为MgCO3和/或CaCO3;所述含Ce化合物优选选自铈的氧化物和/或碳酸铈,更优选为CeO2;所述含Ba化合物优选选自氧化钡和/或碳酸钡;所述含B化合物优选选自硼酸和/或含硼的氧化物,更优选为硼酸;所述含Cl化合物优选为氯酸钡;所述含A化合物优选选自含A的碳酸盐和/或含A的氧化物,更优选为碳酸钠。
在本发明中,所述含Sr的化合物、含M的化合物、含Ba的化合物、含B的化合物、含Cl的化合物、含A化合物和含Ce的化合物的用量使获得的蓝色发光荧光物中的各成分含量满足式I中的各成分摩尔比即可。
在本发明中,所述含Sr化合物、含M化合物、含Ba化合物、含B化合物、含Cl化合物、含A化合物和含Ce化合物的摩尔比优选为(0.74~3.689):(0~1.0):(0.81~1.81):(3~3.10):0.5:(0~0.05):(0.001~0.9),更优选为(0.1~3):(0.1~0.5):(1~1.5):(3~3.10):0.5:(0.01~0.04):(0.1~0.9),最优选为(1~2):(0.2~0.4):(1~1.5):(3~3.10):0.5:(0.02~0.03):(0.3~0.6)。
在本发明中,所述混合过程中优选进行研磨,所述研磨优选在玛瑙研钵中进行。在本发明中,所述混合物的粒度优选为1~5μm,更优选为2~4μm,最优选为3μm。
在本发明中,所述烧结的温度优选为800~1250℃,更优选为950~1200℃,最优选为1000~1100℃;所述烧结的时间优选为4~10小时,更优选为4~8小时,最优选为5~6小时。
在本发明中,所述烧结优选在还原气氛下进行,所述还原气氛优选包括:氮气和氢气的混合气、一氧化碳和氢气中的一种或几种,更优选为氮气和氢气的混合气;所述氮气和氢气的混合气中氮气和氢气的体积比优选为(90%~95%):(10%~5%),更优选为(91%~94%):(9%~6%),最优选为(92%~93%):(8%~7%)。
在本发明中,所述烧结优选在刚玉坩埚中进行;本发明更优选将所述混合物放置在刚玉坩埚中在管式炉、氮气和氢气的混合气气氛中进行烧结;所述管式炉优选为高温管式炉。
在本发明中,所述烧结完成后优选将得到的产物进行冷却,所述冷却的方法优选为自然冷却。
在本发明中,所述冷却完成后优选将得到的产物进行研磨,得到蓝色发光荧光物或蓝色发光荧光粉;所述蓝色发光荧光物的粒度优选为500~600目。
本发明提供的适于近紫外光激发的蓝色发光荧光粉的制备方法简单、无污染、成本低。
本发明提供了一种上述技术方案所述的蓝色发光荧光物在发光器件中的应用。
本发明提供的适于近紫外光激发的蓝色发光荧光粉,可作为近紫外光LED的光转换材料,实现制备蓝光发光器件或装置,或与其他颜色发光荧光粉混合,实现制备白光发光器件或装置。本发明提供的蓝色发光荧光粉也可在FED(场发射显示器)和PDP(等离子体显示器)等领域具有一定的应用。
本发明提供的蓝色发光荧光粉能够发射蓝光,本发明提供的蓝色发光荧光粉与近紫外氮化镓芯片封装成LED,可发射暖白光,因此本发明提供的蓝色发光荧光粉可应用于室内照明。
本发明提供的蓝色发光荧光粉以氯硼酸盐为基质,以Ce3+离子为激活离子,化学性质稳定;其激发带在近紫外区,发射光谱中含有丰富的蓝光组分,该荧光粉无放射性,不会对环境产生危害。实验结果表明:本发明提供的蓝色发光荧光粉可被250~400nm波段的近紫外光有效激发,发射420~550nm的宽峰,主发射峰位于440nm和465nm附近。本发明提供的蓝色发光荧光粉的制备方法简单;生产成本较低,易于工业化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1、实施例4、实施例7、实施例9、实施例12和实施例14制备的蓝色发光荧光粉的XRD衍射谱图及Ba1.31Sr3.69(BO3)3Cl文献报道的XRD;
图2为本发明实施例制备的蓝色发光荧光粉分别在440nm和465nm检测下的激发光谱图;
图3为本发明实施例制备的蓝色发光荧光粉分别在395nm检测下的发射光谱图。
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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明以下实施例所用原料均为市售商品。
实施例1
将SrCO3(分析纯)、BaCO3(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)和CeO2(纯度99.99%)作为原料,SrCO3、BaCO3、H3BO3、BaCl2·2H2O和CeO2的摩尔比为3.689:0.81:3.04:0.5:0.001,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在管式炉中于N2-H2混合气(N2和H2的体积比为95%:5%)下于1150℃焙烧5小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得粒度为500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.31Sr3.689(BO3)3Cl:0.001Ce3+。
对实施例1得到的蓝色发光荧光粉进行X射线衍射分析,所用仪器为德国Bruker/D8-FOCUS X-Ray Diffractometer,辐照源为Cu Kα1(λ=1.5405nm),扫描范围:2θ=10°~70°,扫描速度8°/分钟,检测结果如图1所示,图1中曲线a为本发明本实施例1制备的Ba1.31Sr3.689(BO3)3Cl:0.001Ce3+的XRD衍射曲线图,可以看出,本发明实施例1制备的蓝色发光荧光粉为Ba1.31Sr3.69(BO3)3Cl晶相,与文献“Ba1.31Sr3.69(BO3)3Cl:A new structure typein the M5(BO3)3Cl(M=bivalent cation)system,Jing Zhao,Journal of Alloys andCompounds,699(2007)136-143”,报道的Ba1.31Sr3.69(BO3)3Cl晶相XRD衍射图一致。
对本发明实施例1制备的蓝色发光荧光粉室温下在HITACHI F-7000Spectroflurometer上测定激发和发射光谱,激发光源为150W的Xe灯,检测结果表明,本发明实施例1制备的蓝色发光荧光粉的激发带较宽,可被250~400nm波段的光有效激发;其发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
实施例2
将SrCO3(分析纯)、BaCO3(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)和CeO2(纯度为99.99%)作为原料,SrCO3、BaCO3、H3BO3、BaCl2·2H2O和CeO2的摩尔比为3.68:0.81:3.04:0.5:0.01,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在管式炉中于N2-H2混合气(N2和H2的体积比为95%:5%)下于1150℃焙烧5小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得粒度为500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.31Sr3.68(BO3)3Cl:0.01Ce3+。
按照实施例1的方法对本发明实施例2制备的蓝色发光荧光粉进行XRD衍射以及激发和发射光谱检测,检测结果为,本发明实施例2制备的蓝色发光荧光粉具有Ba1.31Sr3.68(BO3)3Cl晶相,其激发带较宽,可被250~400nm波段的光有效激发;发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
实施例3
将SrCO3(分析纯)、BaCO3(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)和CeO2(纯度为99.99%)作为原料,SrCO3、BaCO3、H3BO3、BaCl2·2H2O和CeO2之间的摩尔比为3.64:0.81:3.04:0.5:0.05,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在管式炉中于N2-H2混合气(N2和H2的体积比为95%:5%)下于1150℃焙烧5小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.31Sr3.64(BO3)3Cl:0.05Ce3+。
按照实施例1的方法对本发明实施例3制备的蓝色发光荧光粉进行XRD衍射以及激发和发射光谱检测,检测结果为,本发明实施例3制备的蓝色发光荧光粉具有Ba1.31Sr3.64(BO3)3Cl晶相。
按照实施例1的方法对本发明实施例3制备的蓝色发光荧光粉进行激发和发射光谱检测,检测结果如图2和图3所示,由图2可以看出,本发明实施例3制备的蓝色发光荧光粉的激发谱为宽带,覆盖近紫外区(250~400nm),主激发峰位于395nm附近。本发明实施例3制备的荧光粉的激发峰与近紫外光芯片的发射峰重合均较好,且谱峰高,说明本发明实施例3制备的蓝色发光荧光粉可以被近紫外LED光源有效激发。
从图3中可以看出,本发明实施例3制备的蓝光发光荧光粉的发射光谱为覆盖420nm~550nm的宽峰,主发射峰位于440nm和465nm附近;因此将该荧光粉与近紫外氮化镓芯片封装成LED,可实现暖白光发射。
实施例4
将SrCO3(分析纯)、BaCO3(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)和CeO2(纯度为99.99%)作为原料,SrCO3、BaCO3、H3BO3、BaCl2·2H2O和CeO2的摩尔比为3.19:0.81:3.04:0.5:0.50,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在管式炉中于N2-H2混合气(N2和H2的体积比为95%:5%)下于1150℃焙烧5小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得粒度为500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.31Sr3.19(BO3)3Cl:0.50Ce3+。
按照实施例1的方法对本发明实施例4制备的蓝色发光荧光粉进行XRD衍射检测,检测结果如图1所示,图1中曲线b为本实施例4制得的蓝色发光荧光粉的XRD衍射谱图,由图1中曲线b可以看出,本发明实施例4制备的蓝光发光荧光粉为Ba1.31Sr3.69(BO3)3Cl晶相,与文献报道一致。
按照实施例1的方法检测本发明实施例4制备的蓝色发光荧光粉的激发和发射光谱,检测结果为,本发明实施例4制备的蓝色发光荧光粉的激发带较宽,可被250~400nm波段的光有效激发;发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
实施例5
将SrCO3(分析纯)、BaCO3(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)和CeO2(纯度为99.99%)作为原料,SrCO3、BaCO3、H3BO3、BaCl2·2H2O和CeO2的摩尔比为2.79:0.81:3.04:0.5:0.90,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在管式炉中于N2-H2混合气(N2和H2体积比为95%:5%)下于1150℃焙烧5小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得粒度为500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.31Sr2.79(BO3)3Cl:0.90Ce3+。
按照实施例1的方法对本发明实施例5制备的蓝色发光荧光粉进行XRD衍射以及激发和发射光谱检测,检测结果为,本发明实施例5制备的蓝色发光荧光粉具有Ba1.31Sr2.79(BO3)3Cl晶相,其激发带较宽,可被250~400nm波段的光有效激发;发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
实施例6
将SrCO3(分析纯)、BaCO3(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)和CeO2(纯度为99.99%)作为原料,SrCO3、BaCO3、H3BO3、BaCl2·2H2O和CeO2的摩尔比为3.64:0.81:3.04:0.5:0.05,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在管式炉中于N2-H2混合气(N2和H2的体积比为95%:5%)下于1000℃焙烧8小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得粒度为500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.31Sr3.64(BO3)3Cl:0.05Ce3+。
按照实施例1的方法对本发明实施例6制备的蓝色发光荧光粉进行XRD衍射以及激发和发射光谱检测,检测结果为,本发明实施例6制备的蓝色发光荧光粉具有Ba1.31Sr3.64(BO3)3Cl晶相,其激发带较宽,可被250~400nm波段的光有效激发;发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
实施例7
将SrCO3(分析纯)、BaCO3(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)和CeO2(纯度为99.99%)作为原料,SrCO3、BaCO3、H3BO3、BaCl2·2H2O和CeO2的摩尔比为3.64:0.81:3.04:0.5:0.05,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在管式炉中于N2-H2混合气(N2和H2的体积比为95%:5%)下于1050℃焙烧7小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得粒度为500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.31Sr3.64(BO3)3Cl:0.05Ce3+。
按照实施例1的方法对本发明实施例7制备的蓝色发光荧光粉进行XRD衍射检测,检测结果如图1所示,图1中曲线c为本实施例7制得的蓝色发光荧光粉的XRD衍射谱图,由图1中曲线c可以看出,本发明实施例7制备的蓝光发光荧光粉为Ba1.31Sr3.69(BO3)3Cl晶相,与文献报道一致。
按照实施例1的方法检测本发明实施例7制备的蓝色发光荧光粉的激发和发射光谱,检测结果为,本发明实施例7制备的蓝色发光荧光粉的激发带较宽,可被250~400nm波段的光有效激发;发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
实施例8
将SrCO3(分析纯)、BaCO3(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)和CeO2(纯度为99.99%)作为原料,SrCO3、BaCO3、H3BO3、BaCl2·2H2O和CeO2的摩尔比为3.64:0.81:3.04:0.5:0.05,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在管式炉中于N2-H2混合气(N2和H2的体积比为95%:5%)下于1150℃焙烧4小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得粒度为500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.31Sr3.64(BO3)3Cl:0.05Ce3+。
按照实施例1的方法对本发明实施例8制备的蓝色发光荧光粉进行XRD衍射以及激发和发射光谱检测,检测结果为,本发明实施例8制备的蓝色发光荧光粉具有Ba1.31Sr3.64(BO3)3Cl晶相,其激发带较宽,可被250~400nm波段的光有效激发;发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
实施例9
将SrCO3(分析纯)、BaCO3(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)和CeO2(纯度为99.99%)作为原料,SrCO3、BaCO3、H3BO3、BaCl2·2H2O和CeO2的摩尔比为3.64:0.81:3.04:0.5:0.05,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在管式炉中于H2气氛下于1150℃焙烧5小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得粒度为500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.31Sr3.64(BO3)3Cl:0.05Ce3+。
按照实施例1的方法对本发明实施例9制备的蓝色发光荧光粉进行XRD衍射检测,检测结果如图1所示,图1中曲线d为本实施例9制得的蓝色发光荧光粉的XRD衍射谱图,由图1中曲线d可以看出,本发明实施例9制备的蓝光发光荧光粉为Ba1.31Sr3.69(BO3)3Cl晶相,与文献报道一致。
按照实施例1的方法检测本发明实施例9制备的蓝色发光荧光粉的激发和发射光谱,检测结果为,本发明实施例9制备的蓝色发光荧光粉的激发带较宽,可被250~400nm波段的光有效激发;发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
实施例10
将SrCO3(分析纯)、MgCO3(分析纯)、BaCO3(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)和CeO2(纯度为99.99%)作为原料,SrCO3、MgCO3、BaCO3、H3BO3、BaCl2·2H2O和CeO2的摩尔比为3.54:0.1:0.81:3.04:0.5:0.05,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在管式炉中于N2-H2混合气(N2和H2的体积比为95%:5%)下于1150℃下焙烧5小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得粒度为500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.31Mg0.1Sr3.54(BO3)3Cl:0.05Ce3+。
按照实施例1的方法对本发明实施例10制备的蓝色发光荧光粉进行XRD衍射以及激发和发射光谱检测,检测结果为,本发明实施例10制备的蓝色发光荧光粉具有Ba1.31Mg0.1Sr3.54(BO3)3Cl晶相,其激发带较宽,可被250~400nm波段的光有效激发;发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
实施例11
将SrCO3(分析纯)、CaCO3(分析纯)、BaCO3(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)和CeO2(纯度为99.99%)作为原料,SrCO3、CaCO3、BaCO3、H3BO3、BaCl2·2H2O和CeO2的摩尔比为3.54:0.1:0.81:3.04:0.5:0.05,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在管式炉中于N2-H2混合气(N2和H2的体积比为95%:5%)下于1150℃焙烧5小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得粒度为500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.31Ca0.1Sr3.54(BO3)3Cl:0.05Ce3+。
按照实施例1的方法对本发明实施例11制备的蓝色发光荧光粉进行XRD衍射以及激发和发射光谱检测,检测结果为,本发明实施例11制备的蓝色发光荧光粉具有Ba1.31Ca0.1Sr3.54(BO3)3Cl晶相,其激发带较宽,可被250~400nm波段的光有效激发;发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
实施例12
将SrCO3(分析纯)、BaCO3(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)和CeO2(纯度为99.99%)作为原料,SrCO3、BaCO3、H3BO3、BaCl2·2H2O和CeO2的摩尔比为3.54:0.91:3.04:0.5:0.05,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在管式炉中于N2-H2混合气(N2和H2的体积比为95%:5%)下于1200℃下焙烧5小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得粒度为500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.41Sr3.54(BO3)3Cl:0.05Ce3+。
按照实施例1的方法对本发明实施例12制备的蓝色发光荧光粉进行XRD衍射检测,检测结果如图1所示,图1中曲线e为本实施例12制得的蓝色发光荧光粉的XRD衍射谱图,由图1中曲线e可以看出,本发明实施例12制备的蓝光发光荧光粉为Ba1.31Sr3.69(BO3)3Cl晶相,与文献报道一致。
按照实施例1的方法检测本发明实施例12制备的蓝色发光荧光粉的激发和发射光谱,检测结果为,本发明实施例12制备的蓝色发光荧光粉的激发带较宽,可被250~400nm波段的光有效激发;发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
实施例13
将SrCO3(分析纯)、BaO(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)和CeO2(纯度为99.99%)作为原料,SrCO3、BaO、H3BO3、BaCl2·2H2O和CeO2的摩尔比为3.54:0.91:3.14:0.5:0.025,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在管式炉中于N2-H2混合气(N2和H2的体积比为95%:5%)下于1150℃焙烧5小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得粒度为500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.41Sr3.54(BO3)3Cl:0.05Ce3+。
按照实施例1的方法对本发明实施例13制备的蓝色发光荧光粉进行XRD衍射以及激发和发射光谱检测,检测结果为,本发明实施例13制备的蓝色发光荧光粉具有Ba1.31Sr3.54(BO3)3Cl晶相,其激发带较宽,可被250~400nm波段的光有效激发;发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
实施例14
将SrCO3(分析纯)、BaCO3(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)和CeO2(纯度为99.99%)作为原料,SrCO3、BaCO3、H3BO3、BaCl2·2H2O和CeO2的摩尔比为3.54:1.0:3.04:0.5:0.05,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在管式炉中于N2-H2混合气(N2和H2的体积比为95%:5%)下于1200℃焙烧5小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得粒度为500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.41Sr3.54(BO3)3Cl:0.05Ce3+。
按照实施例1的方法对本发明实施例14制备的蓝色发光荧光粉进行XRD衍射检测,检测结果如图1所示,图1中曲线f为本实施例14制得的蓝色发光荧光粉的XRD衍射谱图,由图1中曲线f可以看出,本发明实施例14制备的蓝光发光荧光粉为Ba1.31Sr3.69(BO3)3Cl晶相,与文献报道一致。
按照实施例1的方法检测本发明实施例14制备的蓝色发光荧光粉的激发和发射光谱,检测结果为,本发明实施例14制备的蓝色发光荧光粉的激发带较宽,可被250~400nm波段的光有效激发;发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
实施例15
将SrCO3(分析纯)、BaCO3(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)CeO2(纯度为99.99%)作为原料,SrCO3、BaCO3、H3BO3、BaCl2·2H2OCeO2的摩尔比为2.95:1.5:3.04:0.5:0.05,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在管式炉中于N2-H2混合气(N2和H2的体积比为95%:5%)下于1200℃焙烧5小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得粒度为500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.5Sr3.45(BO3)3Cl:0.05Ce3+。
按照实施例1的方法对本发明实施例15制备的蓝色发光荧光粉进行XRD衍射以及激发和发射光谱检测,检测结果为,本发明实施例15制备的蓝色发光荧光粉具有Ba1.5Sr3.45(BO3)3Cl晶相,其激发带较宽,可被250~400nm波段的光有效激发;发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
实施例16
将SrCO3(分析纯)、Na2CO3(分析纯)、BaCO3(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)和CeO2(纯度为99.99%)作为原料,SrCO3、Na2CO3、BaCO3、H3BO3、BaCl2·2H2O和CeO2的摩尔比为3.688:0.0005:0.81:3.04:0.5:0.001,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在管式炉中于N2-H2混合气(N2-H2的体积比为95%:5%)下于1200℃焙烧5小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得粒度为500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.31Sr3.688(BO3)3Cl:0.001Ce3+,0.001Na+。
按照实施例1的方法对本发明实施例16制备的蓝色发光荧光粉进行XRD衍射以及激发和发射光谱检测,检测结果为,本发明实施例16制备的蓝色发光荧光粉具有Ba1.31Sr3.688(BO3)3Cl晶相,其激发带较宽,可被250~400nm波段的光有效激发;发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
实施例17
将SrCO3(分析纯)、Na2CO3(分析纯)、BaCO3(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)和CeO2(纯度为99.99%)作为原料,SrCO3、Na2CO3、BaCO3、H3BO3、BaCl2·2H2O和CeO2的摩尔比为3.67:0.005:0.81:3.04:0.5:0.01,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在管式炉中于N2-H2混合气(N2和H2的体积比为95%:5%)下于1150℃焙烧5小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得粒度为500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.31Sr3.67(BO3)3Cl:0.01Ce3+,0.01Na+。
按照实施例1的方法对本发明实施例17制备的蓝色发光荧光粉进行XRD衍射以及激发和发射光谱检测,检测结果为,本发明实施例17制备的蓝色发光荧光粉具有Ba1.31Sr3.67(BO3)3Cl晶相,其激发带较宽,可被250~400nm波段的光有效激发;发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
实施例18
将SrCO3(分析纯)、Na2CO3(分析纯)、BaCO3(分析纯)、H3BO3(分析纯)、BaCl2·2H2O(分析纯)和CeO2(纯度为99.99%)作为原料,SrCO3、Na2CO3、BaCO3、H3BO3、BaCl2·2H2O和CeO2的摩尔比为3.59:0.025:0.81:3.04:0.5:0.05,准确称取以上物质,并在玛瑙研钵中充分研磨均匀,放入刚玉坩埚中,在通入N2-H2混合气(N2和H2的体积比为95%:5%)中于1150℃焙烧5小时,自然冷却到室温,然后进行研磨,即得粒度为500~600目的蓝色发光荧光粉,其化学组成为Ba1.31Sr3.59(BO3)3Cl:0.05Ce3+,0.05Na+。
按照实施例1的方法对本发明实施例18制备的蓝色发光荧光粉进行XRD衍射以及激发和发射光谱检测,检测结果为,本发明实施例18制备的蓝色发光荧光粉具有Ba1.31Sr3.59(BO3)3Cl晶相,其激发带较宽,可被250~400nm波段的光有效激发;发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
由以上实施例可知,本发明提供了一种新型蓝色发光荧光粉,具有式I所示通式:Ba1.31+bMaSr3.69-a-b-x-y(BO3)3Cl:xCe3+,yA+式I;式I中,所述M选自Mg和Ca中的一种或两种;A选自Li、Na、K、Rb和Cs中的一种或几种;0.001≤x≤0.90,0≤y≤0.05,0≤a≤1.0,0≤b≤1.0。本发明提供的蓝色发光荧光粉以氯硼酸盐为基质,以Ce3+离子为激活离子,化学性质稳定;其激发带较宽,发射光谱中含有丰富的蓝光组分,将其与近紫外氮化镓芯片封装成LED能够发射暖白光;该荧光粉无放射性,不会对环境产生危害。实验结果表明:本发明提供的蓝色发光荧光粉可被250~400nm波段的光有效激发;其发射谱为宽带,主发射峰位于440nm和465nm附近。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种蓝色发光荧光物,具有式I通式:
Ba1.31+bMaSr3.69-a-b-x-y(BO3)3Cl:xCe3+,yA+ 式I;
式I中,M为Mg和Ca中的一种或两种;
A选自Li、Na、K、Rb和Cs中的一种或几种;
0.001≤x≤0.90,0≤y≤0.05,0≤a≤1.0,0≤b≤1.0。
2.根据权利要求1所述的蓝色发光荧光物,其特征在于,所述x为0.001、0.01、0.05、0.5或0.9。
3.根据权利要求1所述的蓝色发光荧光物,其特征在于,所述y为0、0.001、0.01或0.03。
4.根据权利要求1所述的蓝色发光荧光物,其特征在于,所述a为0或0.1;
所述b为0、0.1、0.19或0.69。
5.根据权利要求1所述的蓝色发光荧光物,其特征在于,所述式I具体为:
Ba1.31Sr3.689(BO3)3Cl:0.001Ce3+、Ba1.31Sr3.68(BO3)3Cl:0.01Ce3+、Ba1.31Sr3.64(BO3)3Cl:0.05Ce3+、Ba1.31Sr3.19(BO3)3Cl:0.50Ce3+、Ba1.31Sr2.79(BO3)3Cl:0.90Ce3+、Ba1.31Mg0.1Sr3.54(BO3)3Cl:0.05Ce3+、Ba1.31Ca0.1Sr3.54(BO3)3Cl:0.05Ce3+、Ba1.31Sr3.688(BO3)3Cl:0.001Ce3+,0.001Na+、Ba1.31Sr3.67(BO3)3Cl:0.01Ce3+,0.01Na+或Ba1.31Sr3.59(BO3)3Cl:0.05Ce3+,0.05Na+。
6.一种权利要求1所述的蓝色发光荧光物的制备方法,包括:
将含Sr化合物、含M化合物、含Ba化合物、含B的化合物、含Cl化合物、含A化合物和含Ce化合物混合,得到混合物;
将所述混合物进行烧结,得到蓝色发光荧光物。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述烧结的温度为800~1250℃;
所述烧结的时间为4~10小时。
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述含Sr化合物选自含锶的碳酸盐和/或含锶的氧化物;
所述含M化合物选自含M的碳酸盐和/或含M的氧化物;
所述含Ce化合物选自铈的氧化物和/或碳酸铈;
所述含Ba化合物选自氧化钡和/或碳酸钡;
所述含B化合物选自硼酸和/或含硼的氧化物;
所述含Cl化合物为氯酸钡;
所述含A化合物选自含A的碳酸盐和/或含A的氧化物。
9.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述烧结在还原气氛下进行;
所述还原气氛包括氮气和氢气的混合气、一氧化碳和氢气中的一种或几种。
10.一种权利要求1所述的蓝色发光荧光物在发光器件中的应用。
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CN111996002A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-11-27 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种单一基质白光荧光粉、其制备方法及应用 |
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