CN110591707A - 一种Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉及其制备方法与应用 - Google Patents
一种Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110591707A CN110591707A CN201910837127.1A CN201910837127A CN110591707A CN 110591707 A CN110591707 A CN 110591707A CN 201910837127 A CN201910837127 A CN 201910837127A CN 110591707 A CN110591707 A CN 110591707A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- compound
- fluorescent powder
- vanadium phosphate
- preparation
- ion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- GLMOMDXKLRBTDY-UHFFFAOYSA-A [V+5].[V+5].[V+5].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O Chemical class [V+5].[V+5].[V+5].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GLMOMDXKLRBTDY-UHFFFAOYSA-A 0.000 title claims abstract description 18
- 239000011572 manganese Substances 0.000 title claims description 46
- WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N Manganese(2+) Chemical compound [Mn+2] WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 14
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- -1 ion activated vanadium phosphate Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000012002 vanadium phosphate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 51
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 27
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 24
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 239000011656 manganese carbonate Substances 0.000 claims description 10
- 229910000016 manganese(II) carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 10
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N divanadium pentaoxide Chemical compound O=[V](=O)O[V](=O)=O GNTDGMZSJNCJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N phosphorus pentoxide Inorganic materials O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001456 vanadium ion Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910000387 ammonium dihydrogen phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N magnesium nitrate Chemical compound [Mg+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O YIXJRHPUWRPCBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000006748 manganese carbonate Nutrition 0.000 claims description 6
- 229940093474 manganese carbonate Drugs 0.000 claims description 6
- 229910001437 manganese ion Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L manganese(ii) carbonate Chemical compound [Mn+2].[O-]C([O-])=O XMWCXZJXESXBBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 235000019837 monoammonium phosphate Nutrition 0.000 claims description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 6
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O azanium;oxido(dioxo)vanadium Chemical compound [NH4+].[O-][V](=O)=O UNTBPXHCXVWYOI-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 5
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims description 4
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 4
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 4
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 2
- YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N diphosphonate Chemical compound O=P(=O)OP(=O)=O YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 24
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract description 3
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 abstract description 3
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 150000003624 transition metals Chemical group 0.000 abstract description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 abstract 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 14
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 9
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000000695 excitation spectrum Methods 0.000 description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 8
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000001748 luminescence spectrum Methods 0.000 description 4
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 4
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 description 4
- 229910003206 NH4VO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 229910001428 transition metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005136 cathodoluminescence Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 108010043121 Green Fluorescent Proteins Proteins 0.000 description 1
- SRZZIQHGJCIXII-UHFFFAOYSA-K [O-]P([O-])([O-])=O.P.[V+5] Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O.P.[V+5] SRZZIQHGJCIXII-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- AFCIMSXHQSIHQW-UHFFFAOYSA-N [O].[P] Chemical compound [O].[P] AFCIMSXHQSIHQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- LSXJSFDOZACZTJ-UHFFFAOYSA-K barium(2+) yttrium(3+) phosphate Chemical compound P(=O)([O-])([O-])[O-].[Y+3].[Ba+2] LSXJSFDOZACZTJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005090 crystal field Methods 0.000 description 1
- 229910000388 diammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019838 diammonium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 231100000171 higher toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical class [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 description 1
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005395 radioluminescence Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical compound [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003681 vanadium Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/70—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing phosphorus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
- C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
- C09K11/70—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing phosphorus
- C09K11/71—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing phosphorus also containing alkaline earth metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
- H01L33/502—Wavelength conversion materials
- H01L33/504—Elements with two or more wavelength conversion materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉及其制备方法与应用，属于发光材料技术领域。该荧光粉是一种以过渡金属Mn2+离子激活的钒磷酸盐，其化学通式为：Mg2‑2xMn2xP3VO12，其中x为Mn2+掺杂Mg2+位的摩尔比，0.01≤x≤1.0。该钒磷酸盐荧光粉具有刚性的晶格结构，同时具有有效的光吸收，可以实现连续的固溶体掺杂，得到的荧光粉具有很好的发光效率，高浓度的掺杂可以使得荧光粉抵挡高密度的激发，有利于制备大功率的照明和显示器件。制备时采用高温固相法，制造方法简单，重现性好，所得产品质量稳定，易于操作和工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种荧光材料及其制备方法，具体是一种Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉及其制备方法与应用，属于发光材料技术领域。
背景技术
发光是一种普通的物理现象，它是一种物质在外来能量的激发作用下，吸收该激发能量后，以光的形式辐射释放的一种新的能量，具有发光现象的物质通常称作为发光材料。根据发光的激发来源的种类，一般可以分为光致发光、射线发光、化学发光、阴极射线发光、真空紫外发光等等。光致发光是一种在紫外光或者可见光激发下实现的发光现象，是一种应用最广泛的发光材料，光致发光广泛应用于科学技术研究和工业技术领域。光致发光常见的激活离子主要有稀土离子或者过渡金属离子。
近年来，稀土离子激活的荧光粉发光研究和过渡金属离子的发光研究受到越来越多的关注，然而，通过稀土离子激活得到的荧光粉一般毒性较大，耐高温性能和耐酸碱腐蚀性能欠佳，且容易对环境造成污染；另外，稀土的价格相对较高，从而增加了生产成本；且制备方法相对复杂。
在过渡金属离子中，Mn2+是最重要的过渡金属发光离子之一。目前有很多人将Mn2+应用于荧光粉领域，如Mn2+掺杂球形氮化铝红光荧光粉、Mn2+掺杂MgAlON绿色荧光粉、Mn2+掺杂铌钽酸盐黄发光荧光粉、Mn2+掺杂磷酸钡钇橙红色荧光粉等，但是，目前还未发现将Mn2+掺杂钒磷酸盐用于制备无机荧光粉。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种毒性小、耐高温性能和耐酸碱腐蚀性能好、制作成本低、制备工艺简单、无污染的Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉及其制备方法，拓展Mn2+掺杂其他无机盐制备荧光粉的应用范围。
本发明的另一目的在于提供上述Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉的应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉，化学式为Mg2-2xMn2xP3VO12，式中，x为Mn2+掺杂Mg2+位的摩尔比，0.01≤x≤1.0。
本发明还提供上述一种Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉的制备方法，采用高温固相法，包括如下步骤：
(1)以含有镁离子Mg2+的化合物、含有锰离子Mn2+的化合物、含有钒离子V5+的化合物、含有磷离子P5+的化合物为原料，按分子式Mg2-2xMn2xP3VO12中对应元素的化学计量比称取各原料，其中x为Mn2+掺杂Mg2+位的摩尔比，且0.01≤x≤1.0；将称取的含有镁离子Mg2+的化合物、含有锰离子Mn2+的化合物、含有钒离子V5+的化合物、含有磷离子P5+的化合物分别研磨后混合均匀，得到原料混合物；
(2)将步骤(1)得到的原料混合物在空气气氛下进行第一次煅烧，煅烧温度为150～400℃，煅烧时间为1～10h，自然冷却得到烧结的块体，将块体研磨成粉末后混合均匀，在空气气氛下进行第二次煅烧，煅烧温度为500～900℃，煅烧时间为1～10h，自然冷却得到烧结的块体；
(3)将步骤(2)得到的块体研磨成粉末后混合均匀，压制成块，并放入一个带盖子的小坩埚中，并一同置入一个充满活性炭的大坩埚中，将大坩埚的盖子盖上后在空气气氛下进行第三次煅烧，煅烧温度为900～1100℃，煅烧时间为1～10h，自然冷却得到烧结的块体，将块体研磨成粉末，即得到一种Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉。
优选的，所述的含有镁离子Mg2+的化合物为碱式碳酸镁、氧化镁和硝酸镁中的一种；所述的含有锰离子Mn2+的化合物为碳酸锰；所述的含有钒离子V5+的化合物为五氧化二钒、偏钒酸铵中的一种；所述的含有磷离子P5+的化合物为磷酸二氢氨、磷酸氢二氨、五氧化二磷中的一种。
优选的，所述步骤(2)中的第一次煅烧温度为350℃，煅烧时间为3h；第二次煅烧温度为800℃，煅烧时间为5h；步骤(3)中的第三次煅烧温度为1000℃，煅烧时间为6h。
本发明还提供上述Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉在制备以近紫外光、蓝光半导体芯片为激发光源的LED照明或显示器件中的应用。
Mn2+离子具有3d5的外电子结构，具有未充满的5个3d外电子，在理论上讲，Mn2+离子的发光非常容易受到其所处晶体场的影响。一般而言，Mn2+离子在无机荧光粉的晶体结构中具有六配位和八配位两种主要的形式。当其位于六配位环境中时，Mn2+离子具有绿色的发光。当Mn2+离子处于八配位的晶体环境中时，其发出的橙红到红色的光谱。根据这个特点，人们设计了Mn2+离子所处的晶体学环境，并设计荧光粉，进而调控其发光性能，实现多色彩的、可调谐的发光。
与现有技术方案相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明制备的无机荧光粉，其基质是一种钒磷酸盐Mg2P3VO12，其晶格含有刚性很强的PO4磷-氧四面体，使得该荧光粉具有很好的热稳定性，适合制备高功率的照明器件；晶格中含有的钒离子增强了在可见光区间的光吸收，掺杂的Mn2+离子具有很好的发光效率，因此该荧光粉与单纯的磷酸盐基质或者钒酸盐基质相比具有更好的综合性能；
(2)本发明制备的荧光粉中不含有稀土离子，与稀土掺杂的荧光粉相比，价格低廉、毒性小、耐高温性能和耐酸碱腐蚀性能好；制备工艺简单，无需添加一些起分散及抗烧结作用的助剂，可直接通过焙烧反应制得，环境友好，同时也保持了很好的发光效率；
(3)Mn2+激活荧光粉的掺杂浓度都很低，一般在百分之十以下，本发明实现了Mn2+较高的浓度掺杂，Mn2+的掺杂浓度可以达到百分之百，该荧光粉中Mn2+的高浓度掺杂，使之可以抵挡实际应用中的高密度激发，可以实现制造大功率的照明和显示设备；
综上所述，本发明制备的无机荧光粉具有很高的刚性、热稳定性好、环境友好、发光效率高、低成本、毒性小、耐高温性能和耐酸碱腐蚀性能好等优点，并且在紫外、近紫外或蓝光区域具有有效的光吸收，是一类优良的发光基质材料，Mn2+的激发波段一般都是在近紫外的区间，刚好和蓝光LED芯片的发射(激发区域一般在350-470nm)非常匹配，满足了基于蓝光芯片制备白光LED照明和显示设备的需要。Mn2+掺杂的荧光粉被广泛地应用于光致发光、阴极射线发光、液晶显示，白光LED、有机OLED的照明和显示。此外，Mn2+在该基质之中实现了高浓度的掺杂，形成了Mg2P3VO12-Mn2P3VO12的连续固溶体，实现了发光的可调谐性。本发明基质材料的制备过程没有任何污染；本发明采用高温固相法，其制备方法简单易行，生产成本低。本发明拓展了Mn2+掺杂其他无机盐制备荧光粉的应用范围
附图说明
图1是本发明实施例1制备样品Mg1.98Mn0.02P3VO12的X射线粉末衍射图谱；
图2是本发明实施例1制备样品Mg1.98Mn0.02P3VO12的激发光谱和发光光谱图；
图3是本发明实施例2制备样品Mg1.2Mn0.8P3VO12的X射线粉末衍射图谱；
图4是本发明实施例2制备样品Mg1.2Mn0.8P3VO12的激发光谱和发光光谱图；
图5是本发明实施例3制备样品Mg0.8Mn1.2P3VO12的X射线粉末衍射图谱；
图6是本发明实施例3制备样品Mg0.8Mn1.2P3VO12的激发光谱和发光光谱图；
图7是本发明实施例4制备样品Mn2P3VO12的X射线粉末衍射图谱；
图8是本发明实施例4制备样品Mn2P3VO12的激发光谱和发光光谱图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一
制备Mg1.98Mn0.02P3VO12：根据化学式Mg1.98Mn0.02P3VO12中各元素的化学计量比，分别称取碱式碳酸镁4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O：9.616克，磷酸二氢铵NH4H2PO4：3.451克，偏钒酸铵NH4VO3：1.17克；碳酸锰MnCO3：0.023克，把混合料放入玛瑙研钵中，添加适量的丙酮，研磨并混合均匀，将得到混合物在空气气氛下进行第一次煅烧，煅烧温度为350℃，煅烧时间为3h；自然冷却得到烧结的块体，将块体研磨成粉末后混合均匀，在空气气氛下进行第二次煅烧，煅烧温度800℃，煅烧时间是5h，自然冷却得到烧结的块体；将得到的块体研磨成粉末后混合均匀，压制成块并放入带盖子的小坩埚中，并一同置入一个充满活性炭的大坩埚中，将大坩埚的盖子盖上后在空气气氛下进行第三次煅烧，煅烧温度为1000℃，煅烧时间为6h，自然冷却得到烧结的块体，将块体研磨成粉末，即得到Mg1.98Mn0.02P3VO12荧光粉。
参见附图1，是按本实施例技术方案制备的材料样品的X射线粉末衍射图谱。结果显示，所制备的材料和数据库中的一种磷酸镁Mg2P4O12(PDF#:40-0067)完全匹配，没有任何杂相出现，证实了制备的材料为纯相材料，且结晶性好。
参见附图2，是按本实施例技术方案制备的材料样品的激发和发光光谱，样品发射为波长在540nm附近的绿色光，激发光谱显示，最有效的激发是紫外光的波段。
实施例二
制备Mg1.2Mn0.8P3VO12：根据化学式Mg1.2Mn0.8P3VO12中各元素的化学计量比，分别称取氧化镁MgO：0.4836克，磷酸氢二铵(NH4)2HPO4：3.96克，五氧化二钒V2O5：1.82克；碳酸锰MnCO3：0.92克，把混合料放入玛瑙研钵中，添加适量的丙酮，研磨并混合均匀，将得到混合物在空气气氛下进行第一次煅烧，煅烧温度为150℃，煅烧时间为10h；自然冷却得到烧结的块体，将块体研磨成粉末后混合均匀，在空气气氛下进行第二次煅烧，煅烧温度900℃，煅烧时间是1h，自然冷却得到烧结的块体；将得到的块体研磨成粉末后混合均匀，压制成块，并放入一个带盖子的小坩埚中，并一同置入一个充满活性炭的大坩埚中，将大坩埚的盖子盖上后在空气气氛下进行第三次煅烧，煅烧温度为1100℃，煅烧时间为1h，自然冷却得到烧结的块体，将块体研磨成粉末，即得到Mg1.2Mn0.8P3VO12荧光粉。
参见附图3，是按本实施例技术方案制备的材料样品的X射线粉末衍射图，没有杂相出现，制备的材料为纯相材料，且结晶性好。
参见附图4，是按本实施例技术方案制备的材料样品的激发和发光光谱，样品发射为波长在630nm的红光，激发光谱显示，该样品在近紫外区间在300-480nm，适宜于匹配蓝色二极管。
实施例三
制备Mg0.8Mn1.2P3VO12：根据化学式Mg0.8Mn1.2P3VO12中各元素的化学计量比，分别称硝酸镁Mg(NO3)2：1.184克，五氧化二磷P2O5：4.26克，偏钒酸铵NH4VO3：1.17克；碳酸锰MnCO3：1.382克，把混合料放入玛瑙研钵中，添加适量的丙酮，研磨并混合均匀，将得到混合物在空气气氛下进行第一次煅烧，煅烧温度为400℃，煅烧时间为1h；自然冷却得到烧结的块体，将块体研磨成粉末后混合均匀，在空气气氛下进行第二次煅烧，煅烧温度500℃，煅烧时间是10h，自然冷却得到烧结的块体；将得到的块体研磨成粉末后混合均匀，压制成块并放入一个带盖子的小坩埚中，并一同置入一个充满活性炭的大坩埚中，将大坩埚的盖子盖上后在空气气氛下进行第三次煅烧，煅烧温度为900℃，煅烧时间为10h，自然冷却得到烧结的块体，将块体研磨成粉末，即得到Mg0.8Mn1.2P3VO12荧光粉。
参见附图5，是按本实施例技术方案制备的材料样品的X射线粉末衍射图，和标准卡片相比，只是衍射峰整体有稍微的偏移，是由于离子半径大的变化引起的，但是和标准卡片完全匹配，没有杂相出现，制备的材料为纯相材料，结晶性好。
参见附图6，是按本实施例技术方案制备的材料样品的激发和发光光谱，样品发射为波长在645nm的红光，激发光谱显示，该样品在近紫外区间在300-480nm，适宜于匹配蓝色二极管。
实施例四
制备Mn2P3VO12：根据化学式Mn2P3VO12中各元素的化学计量比，分别称磷酸二氢铵NH4H2PO4：3.451克，偏钒酸铵NH4VO3：1.17克；碳酸锰MnCO3：2.3克，把混合料放入玛瑙研钵中，添加适量的丙酮，研磨并混合均匀，将得到混合物在空气气氛下进行第一次煅烧，煅烧温度为350℃，煅烧时间为3h；自然冷却得到烧结的块体，将块体研磨成粉末后混合均匀，在空气气氛下进行第二次煅烧，煅烧温度750℃，煅烧时间是5h，自然冷却得到烧结的块体；将得到块体研磨成粉末后混合均匀，压制成块并放入一个带盖子的小坩埚中，并一同置入一个充满活性炭的大坩埚中，将大坩埚的盖子盖上后在空气气氛下进行第三次煅烧，煅烧温度为1000℃，煅烧时间为5h，得到烧结的块体，将块体研磨成粉末，即得到Mn2P3VO12荧光粉。
参见附图7，是按本实施例技术方案制备的材料样品的X射线粉末衍射图，和标准卡片相比，只是衍射峰整体有稍微的偏移，是由于离子半径大变化引起的，但是和标准卡片完全匹配，没有杂相出现，制备的材料为纯相材料，结晶性好。
参见附图8，是按本实施例技术方案制备的材料样品的激发和发光光谱，样品发射为波长在645nm的红光，激发光谱显示，该样品在近紫外区间在300-480nm，适宜于匹配蓝色二极管。
Claims (5)
1.一种Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉，其特征在于，化学式为Mg2-2xMn2xP3VO12，式中，x为Mn2+掺杂Mg2+位的摩尔比，0.01≤x≤1.0。
2.一种如权利要求1所述的一种Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉的制备方法，其特征在于，采用高温固相法，包括如下步骤：
(1)以含有镁离子Mg2+的化合物、含有锰离子Mn2+的化合物、含有钒离子V5+的化合物、含有磷离子P5+的化合物为原料，按分子式Mg2-2xMn2xP3VO12中对应元素的化学计量比称取各原料，其中x为Mn2+掺杂Mg2+位的摩尔比，且0.01≤x≤1.0；将称取的含有镁离子Mg2+的化合物、含有锰离子Mn2+的化合物、含有钒离子V5+的化合物、含有磷离子P5+的化合物分别研磨后混合均匀，得到原料混合物；
(2)将步骤(1)得到的原料混合物在空气气氛下进行第一次煅烧，煅烧温度为150～400℃，煅烧时间为1～10h，自然冷却得到烧结的块体，将块体研磨成粉末后混合均匀，在空气气氛下进行第二次煅烧，煅烧温度为500～900℃，煅烧时间为1～10h，自然冷却得到烧结的块体；
(3)将步骤(2)得到的块体研磨成粉末后混合均匀，压制成块，并放入一个带盖子的小坩埚中，并一同置入一个充满活性炭的大坩埚中，将大坩埚的盖子盖上后在空气气氛下进行第三次煅烧，煅烧温度为900～1100℃，煅烧时间为1～10h，自然冷却得到烧结的块体，将块体研磨成粉末，即得到一种Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉。
3.根据权利要求书2所述的一种Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉的制备方法，其特征在于，所述的含有镁离子Mg2+的化合物为碱式碳酸镁、氧化镁和硝酸镁中的一种；所述的含有锰离子Mn2+的化合物为碳酸锰；所述的含有钒离子V5+的化合物为五氧化二钒、偏钒酸铵中的一种；所述的含有磷离子P5+的化合物为磷酸二氢氨、磷酸氢二氨、五氧化二磷中的一种。
4.根据权利要求2或3所述的一种Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的第一次煅烧温度为350℃，煅烧时间为3h；第二次煅烧温度为800℃，煅烧时间为5h；步骤(3)中的第三次煅烧温度为1000℃，煅烧时间为6h。
5.权利要求1所述的Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉在制备以近紫外光、蓝光半导体芯片为激发光源的LED照明或显示器件中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910837127.1A CN110591707B (zh) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | 一种Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910837127.1A CN110591707B (zh) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | 一种Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110591707A true CN110591707A (zh) | 2019-12-20 |
| CN110591707B CN110591707B (zh) | 2021-03-02 |
Family
ID=68857660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910837127.1A Active CN110591707B (zh) | 2019-09-05 | 2019-09-05 | 一种Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110591707B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112852415A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-05-28 | 江苏师范大学 | 一种高色纯度、高稳定性的发光绿色荧光粉及其制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1810921A (zh) * | 2006-02-28 | 2006-08-02 | 华南理工大学 | 一种红色长余辉发光材料及其制备方法 |
| CN102277166A (zh) * | 2011-08-26 | 2011-12-14 | 昆明理工大学 | 铕离子和锰离子共掺杂的磷酸铝镁荧光粉及其制备方法 |
| CN103289698A (zh) * | 2013-06-27 | 2013-09-11 | 苏州大学 | 一种铕离子Eu3+激活的磷酸盐基红色荧光粉、制备方法及应用 |
| CN104277834A (zh) * | 2013-07-12 | 2015-01-14 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 双碱土磷酸盐发光薄膜、制备方法及其应用 |
| CN109988575A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-09 | 常州工程职业技术学院 | 一种Eu3+离子激活的钒磷铌酸盐红色荧光粉、制备方法及其应用 |
-
2019
- 2019-09-05 CN CN201910837127.1A patent/CN110591707B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1810921A (zh) * | 2006-02-28 | 2006-08-02 | 华南理工大学 | 一种红色长余辉发光材料及其制备方法 |
| CN102277166A (zh) * | 2011-08-26 | 2011-12-14 | 昆明理工大学 | 铕离子和锰离子共掺杂的磷酸铝镁荧光粉及其制备方法 |
| CN103289698A (zh) * | 2013-06-27 | 2013-09-11 | 苏州大学 | 一种铕离子Eu3+激活的磷酸盐基红色荧光粉、制备方法及应用 |
| CN104277834A (zh) * | 2013-07-12 | 2015-01-14 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 双碱土磷酸盐发光薄膜、制备方法及其应用 |
| CN109988575A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-09 | 常州工程职业技术学院 | 一种Eu3+离子激活的钒磷铌酸盐红色荧光粉、制备方法及其应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| B. V. SLOBODIN，ET AL.: "Structure and Luminescent Properties of Cs2Sr(VO3)4:Mn2+", 《INORGANIC MATERIALS》 * |
| 吴鹏超等: "新型Ca9Sr(PO4)6Cl2:Mn2+红色荧光粉的合成及其发光特性", 《太原理工大学学报》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112852415A (zh) * | 2021-01-11 | 2021-05-28 | 江苏师范大学 | 一种高色纯度、高稳定性的发光绿色荧光粉及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110591707B (zh) | 2021-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102634340A (zh) | 一种白光led用双钙钛矿红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN102241982A (zh) | 一种led荧光粉及其制备方法 | |
| CN111234814A (zh) | 一种Mn4+掺杂的氮氧化物红色荧光粉及制备方法 | |
| CN107603622B (zh) | 钒酸盐发光材料及其制备方法 | |
| CN114702956A (zh) | 一种Mn4+激活的深红色荧光粉及其制备方法与应用 | |
| CN109988575B (zh) | 一种Eu3+离子激活的钒磷铌酸盐红色荧光粉、制备方法及其应用 | |
| CN103555327A (zh) | 一种白光led用近紫外激发双钙钛矿荧光粉及其制备方法 | |
| CN103305221A (zh) | 一种Eu3+掺杂的钒酸盐荧光材料、制备方法及应用 | |
| CN103031125A (zh) | 用于白光led的铌酸盐或钽酸盐荧光材料及其制备方法 | |
| CN104987864A (zh) | 一种白光led用层状钙钛矿红色荧光粉及其制备方法 | |
| CN110591707B (zh) | 一种Mn2+激活的钒磷酸盐无机荧光粉及其制备方法与应用 | |
| CN110964523B (zh) | 一种Cr3+离子激活的近红外荧光粉及其制备方法与应用 | |
| Han et al. | Luminescence properties of novel single-host white-light-emitting phosphor KBaBP 2 O 8: Dy 3+ | |
| CN105820817B (zh) | 一种钪酸盐绿色荧光粉及其制备方法 | |
| CN115806820A (zh) | 一种四价锰离子激活的深红发光材料及其制备方法 | |
| CN110129046B (zh) | 一种Tb3+掺杂的氟铌钽酸盐荧光粉及其合成与应用 | |
| CN103320131B (zh) | 一种磷酸盐基红色荧光粉、制备方法及应用 | |
| CN102492422A (zh) | 一种白光led用绿色荧光粉及其制备方法 | |
| CN112143495B (zh) | 一种自激活发光的荧光粉及其制备方法 | |
| CN110079316B (zh) | 一种Eu3+掺杂的氟铌钽酸盐荧光粉及其合成与应用 | |
| CN113201341A (zh) | 碱金属电荷补偿型铝磷酸盐红色发光材料及其制备方法和应用 | |
| CN110129047B (zh) | 一种Tb3+激活的铌钽酸盐绿发光荧光粉及其制备与应用 | |
| CN110184055B (zh) | 一种Eu3+激活的铌钽酸盐红发光荧光粉及其制备与应用 | |
| CN102690652B (zh) | 一种铋掺杂磷酸钡黄色荧光材料及其制备方法 | |
| CN115926792B (zh) | 一种三价铕离子掺杂单一基质的荧光粉及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |