CN111471460A - 一种高色纯度高热稳定性红色荧光材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高色纯度高热稳定性红色荧光材料及其制备方法，该红色荧光材料的化学式为Sr2Eux(ScTi)1‑xO6，其中x为发光中心离子Eu3+掺杂的摩尔百分数，0.001≤x≤0.06；按照化学式中各元素的化学计量比分别称取原料，混合后溶解于硝酸中并用去离子水稀释，得到金属离子混合盐溶液，先将溶液在温度为40～80℃的条件下搅拌，然后将溶液置于500～700℃的条件下预煅烧得到前驱体粉末，最后将前驱体粉末在空气气氛中煅烧，研磨后即得。本发明提供的红色荧光材料，Eu3+成功取代Sc3+和Ti4+部分，纯度高，在近紫外和蓝光区域具有有效的光吸收，其色纯度可达98～99％，热稳定性好，与传统红色荧光粉相比抗热劣化效果提高了20～30％。

Description

一种高色纯度高热稳定性红色荧光材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种荧光材料，具体涉及一种高色纯度高热稳定性红色荧光材料及其制备方法，属于无机发光材料技术领域。
背景技术
近年来，白光LED作为第四代照明技术，由于其效率高、体积小、节能环保、寿命长，逐渐取代了传统的白炽灯和荧光灯。目前主要有两种方法制造白光LED，一种是将蓝光LED芯片和Y3Al5O12:Ce3+结合实现白光发射，另外一种是使用近紫外或蓝光LED芯片激发红色、绿色和蓝色三基色荧光粉得到白光。然而，这两种方法制备的白光LED发光效率低，色温高，显色指数低，不能满足应用的要求。为了解决上述问题，制备性能更好的红色荧光粉是提升白光LED性能的关键。
具有钙钛矿结构的荧光粉如CaTiO3，SrTiO3，BaZrO3等由于良好的光电特性、化学稳定性及热稳定性，引起了广泛的关注。稀土元素Eu3+可激活荧光粉橙光到红光的发射，常用于荧光粉中作为有效的红光激发。Eu3+掺入具有钙钛矿结构的荧光粉中，可以得到性能良好的红色荧光粉，具有较强的红光发射。但由于Eu在各种钙钛矿结构中占据位点的不同，使得其有时会出现橙光发射，色纯度不高。因此如何控制Eu3+占据的位点，制备出色纯度高的红色荧光材料是亟待解决的问题。
红色荧光材料通常采用高温固相反应法制备，但这样制备的红色荧光材料由于固相研磨容易引入杂质，最终制得的荧光材料纯度不高而且制备过程对温度条件要求高，保温时间长，不利于工业化生产。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种高色纯度高热稳定性红色荧光材料，色纯度高，发光稳定性好。
本发明的目的之二是提供上述高色纯度高热稳定性红色荧光材料的制备方法，步骤简单，可工业化生产。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种高色纯度高热稳定性红色荧光材料，其化学式为Sr2Eux(ScTi)1-xO6，其中x为发光中心离子Eu3+掺杂的摩尔百分数，0.001≤x≤0.06。
本发明还提供上述高色纯度高热稳定性红色荧光材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)按照化学式Sr2Eux(ScTi)1-xO6，0.001≤x≤0.06中各元素的化学计量比分别称取原料：含有锶离子Sr2+的化合物、含有铕离子Eu3+的化合物、含有钪离子Sc3+的化合物、含有钛离子Ti4+的化合物，将四种原料混合后溶解于硝酸中并用去离子水稀释，得到金属离子混合盐溶液；
(2)将步骤(1)得到的金属离子混合盐溶液在温度为40～80℃的条件下搅拌0.5～1.5h使其充分反应；然后将溶液置于500～700℃的条件下预煅烧1～3h得到前驱体粉末；
(3)将步骤(2)得到的前驱体粉末在空气气氛中煅烧，煅烧温度为800～1000℃，煅烧时间为1～3h，研磨后得到红色荧光材料。
优选的，所述金属离子混合盐溶液的浓度为0.05～5.0mol/L。
优选的，所述含有锶离子Sr2+的化合物为氧化锶、硝酸锶中的一种；所述含有铕离子Eu3+的化合物为氧化铕、硝酸铕中的一种；所述含有钪离子Sc3+的化合物为氧化钪、硝酸钪中的一种；所述含有钛离子Ti4+的化合物为二氧化钛。
更优选的，所述含有锶离子Sr2+的化合物、含有铕离子Eu3+的化合物、含有钪离子Sc3+的化合物、含有钛离子Ti4+的化合物的纯度不低于99.9％。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明提供的红色荧光材料，Eu3+成功取代Sc3+和Ti4+部分，纯度高，在近紫外和蓝光区域具有有效的光吸收，在激发光为350-420纳米的近紫外区域内，能够发射峰值位于612纳米左右的红光，其发光的色度坐标值为x＝0.65-0.67，y＝0.30-0.31红色，其色纯度可达98～99％，热稳定性好，与传统红色荧光粉相比抗热劣化效果提高了20～30％。
2.本发明提供的改进的固相反应法在制备高色纯度高热稳定性红色荧光材料的过程中，选用高纯的原料粉体，并严格控制加热过程、过滤过程、煅烧过程中杂质的引入，制备出的荧光材料化学纯度高、均匀性好，非常适合用于高性能白光LED的制备。
3.本发明提供的红色荧光材料，产量和产率高，加热和干燥时间可在很大的范围内变动且对材料没有明显的影响，反应条件温和、容易调控，可有效提高产量和降低生产成本，非常适合工业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例1-3制备的红色荧光材料的XRD图谱；
图2为本发明实施例1制备的红色荧光材料在394nm激发下的发射光谱图；
图3为本发明实施例1制备的红色荧光材料在467nm激发下的发射光谱图；
图4为本发明实施例1-3制备的红色荧光材料的CIE色坐标图；
图5为本发明实施例1制备的红色荧光材料在不同温度下的394nm激发下的发射光谱图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
以下实施例中所用的原料和试剂均为市售商品，且原料化合物的纯度不低于99.9％。
实施例1：Sr2Eu0.005(ScTi)0.995O6
按照化学式Sr2Eu0.005(ScTi)0.995O6中各元素的化学计量比分别称取原料：氧化锶207.24g、氧化铕0.8798g、氧化钪68.6112g、二氧化钛79.5005g，将四种原料混合后溶解于硝酸中并用去离子水稀释，得到浓度为3.0mol/L的金属离子混合盐溶液；
将上述金属离子混合盐溶液在温度为50℃的条件下搅拌1h使其充分反应；然后将溶液置于600℃的条件下预煅烧1h得到前驱体粉末；
将所得前驱体粉末在空气气氛中煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间为1h，研磨后得到红色荧光材料。
参见附图1，是本实施例制备的材料Sr2Eu0.005(ScTi)0.995O6的X射线衍射图谱，实验证实了所得的物质是纯相，没有杂相。
参见附图2，是本实施例制备的材料Sr2Eu0.005(ScTi)0.995O6在近紫外光394nm激发下得到的发光图谱，可以看出该材料主要发光在红光波段，发光中心位于612nm。
参见附图3，是本实施例制备的材料Sr2Eu0.005(ScTi)0.995O6在蓝光467nm激发下得到的发光图谱，可以看出该材料主要发光在红光波段，发光中心位于610nm左右。
参见附图4，是本实施例制备的材料Sr2Eu0.005(ScTi)0.995O6的CIE色坐标图，可以看出该材料发光的色度坐标值为(0.67,0.31)，其色纯度可达98％。
参见附图5，是本实施例制备的材料Sr2Eu0.005(ScTi)0.995O6在不同温度下的394nm处的激发光谱，热稳定性好，与传统红色荧光粉相比抗热劣化效果提高了30％。
实施例2：Sr2Eu0.02(ScTi)0.98O6
按照化学式Sr2Eu0.02(ScTi)0.98O6中各元素的化学计量比分别称取原料：氧化锶207.24g、硝酸铕6.7592g、硝酸钪226.3369g、二氧化钛78.302g，将四种原料混合后溶解于硝酸中并用去离子水稀释，得到浓度为3.0mol/L的金属离子混合盐溶液；
将金属离子混合盐溶液在温度为70℃的条件下搅拌0.5h使其充分反应；然后将溶液置于500℃的条件下预煅烧2h得到前驱体粉末；
将所得前驱体粉末在空气气氛中煅烧，煅烧温度为900℃，煅烧时间为2h，研磨后得到红色荧光材料。
参见附图1，是本实施例制备的材料Sr2Eu0.02(ScTi)0.98O6的X射线衍射图谱，实验证实了所得的物质是纯相，没有杂相。
发光光谱与实施例1相似，在610nm有强烈的红光发射，参见附图4，其发光的色度坐标值为(0.65,0.31)，其色纯度可达99％。
不同温度下的发光光谱与实施例1相似，热稳定性好，与传统红色荧光粉相比抗热劣化效果提高了20％。
实施例3：Sr2Eu0.06(ScTi)0.94O6
按照化学式Sr2Eu0.06(ScTi)0.94O6中各元素的化学计量比分别称取原料：硝酸锶84.684g、硝酸铕4.0555g、硝酸钪43.4197g、二氧化钛15.0212g，将四种原料混合后溶解于硝酸中并用去离子水稀释，得到浓度为5.0mol/L的金属离子混合盐溶液；
将金属离子混合盐溶液在温度为80℃的条件下搅拌1.5h使其充分反应；然后将溶液置于700℃的条件下预煅烧3h得到前驱体粉末；
将所得前驱体粉末在空气气氛中煅烧，煅烧温度为1000℃，煅烧时间为3h，研磨后得到红色荧光材料。
参见附图1，是本实施例制备的材料Sr2Eu0.06(ScTi)0.94O6的X射线衍射图谱，实验证实了所得的物质是纯相，没有杂相。
发光光谱与实施例1相似，在611nm有强烈的红光发射，参见附图4，其发光的色度坐标值为(0.65,0.30)，其色纯度可达98.7％。
不同温度下的发光光谱与实施例1相似，热稳定性好，与传统红色荧光粉相比抗热劣化效果提高了28％。

Claims (5)

1.一种高色纯度高热稳定性红色荧光材料，其特征在于，其化学式为Sr2Eux(ScTi)1- xO6，其中x为发光中心离子Eu3+掺杂的摩尔百分数，0.001≤x≤0.06。
2.一种权利要求1所述的高色纯度高热稳定性红色荧光材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)按照化学式Sr2Eux(ScTi)1-xO6，0.001≤x≤0.06中各元素的化学计量比分别称取原料：含有锶离子Sr2+的化合物、含有铕离子Eu3+的化合物、含有钪离子Sc3+的化合物、含有钛离子Ti4+的化合物，将四种原料混合后溶解于硝酸中并用去离子水稀释，得到金属离子混合盐溶液；
(2)将步骤(1)得到的金属离子混合盐溶液在温度为40～80℃的条件下搅拌0.5～1.5h使其充分反应；然后将溶液置于500～700℃的条件下预煅烧1～3h得到前驱体粉末；
(3)将步骤(2)得到的前驱体粉末在空气气氛中煅烧，煅烧温度为800～1000℃，煅烧时间为1～3h，研磨后得到红色荧光材料。
3.根据权利要求2所述的高色纯度高热稳定性红色荧光材料的制备方法，其特征在于，所述金属离子混合盐溶液的浓度为0.05～5.0mol/L。
4.根据权利要求2所述的高色纯度高热稳定性红色荧光材料的制备方法，其特征在于，所述含有锶离子Sr2+的化合物为氧化锶、硝酸锶中的一种；所述含有铕离子Eu3+的化合物为氧化铕、硝酸铕中的一种；所述含有钪离子Sc3+的化合物为氧化钪、硝酸钪中的一种；所述含有钛离子Ti4+的化合物为二氧化钛。
5.根据权利要求4所述的高色纯度高热稳定性红色荧光材料的制备方法，其特征在于，所述含有锶离子Sr2+的化合物、含有铕离子Eu3+的化合物、含有钪离子Sc3+的化合物、含有钛离子Ti4+的化合物的纯度不低于99.9％。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101789501A (zh) * 2010-01-22 2010-07-28 清华大学 用于固体氧化物电解池阴极的钙钛矿粉体材料的制备方法
CN101867048A (zh) * 2010-05-10 2010-10-20 北京科技大学 一种高电导率双钙钛矿型Al掺杂Sr2AlxMg1-xMoO6-δ阳极材料及其制备方法
CN102044680A (zh) * 2010-11-23 2011-05-04 北京科技大学 一种Sr2MgMoO6型电池阳极材料致密化方法
CN102618270A (zh) * 2012-03-19 2012-08-01 湖南信多利新材料有限公司 一种白光led用钒酸盐基质荧光粉及其制备方法
CN106190119A (zh) * 2016-07-20 2016-12-07 上海应用技术学院 一种白光LED用Eu3+掺杂钼酸盐红粉的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101789501A (zh) * 2010-01-22 2010-07-28 清华大学 用于固体氧化物电解池阴极的钙钛矿粉体材料的制备方法
CN101867048A (zh) * 2010-05-10 2010-10-20 北京科技大学 一种高电导率双钙钛矿型Al掺杂Sr2AlxMg1-xMoO6-δ阳极材料及其制备方法
CN102044680A (zh) * 2010-11-23 2011-05-04 北京科技大学 一种Sr2MgMoO6型电池阳极材料致密化方法
CN102618270A (zh) * 2012-03-19 2012-08-01 湖南信多利新材料有限公司 一种白光led用钒酸盐基质荧光粉及其制备方法
CN106190119A (zh) * 2016-07-20 2016-12-07 上海应用技术学院 一种白光LED用Eu3+掺杂钼酸盐红粉的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
K.D. KREUER: "Aspects of the formation and mobility of protonic charge carriers and the stability of perovskite-type oxides", 《SOLID STATE IONICS》 *
THOMAS K.WALLACE等: "Structural and magnetic characterisation of the novel spin frustrated double perovskite Sr2ScMoO6", 《JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY》 *

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