CN112500856A - 一种Cu2+掺杂的BaAl2O4荧光粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种Cu2+掺杂的BaAl2O4荧光粉及其制备方法，属于发光材料制备应用技术领域。本发明提供了一种荧光粉，化学式为BaAl2O4:x mol%Cu其中0＜x≤1；采用溶胶凝胶法制备了纯的荧光粉，Cu2+的引入使得同时存在浅层和深层陷阱。本发明制备的荧光粉在283 nm激发下在435nm处具有蓝光发射。本发明提供的制备方法工艺简单，产品性能稳定，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明提供一种Cu2+掺杂的BaAl2O4荧光粉及其制备方法，属发光材料制备应用技术领域。
背景技术
钡铝酸盐（BaAl2O4）等长余辉荧光粉材料因其在发光器件中的潜力而得到诸多关注。当这种材料掺入一些稀土离子时，通常可以观察到余辉特性。许多研究者研究的最常见的稀土(RE)离子是Eu2+/3+和Dy3+。不仅仅是BaAl2O4掺杂了Eu3+离子，二价铕(Eu2+)离子和其他几种RE离子如三价钕(Nd3+)、镝(Dy3+)和铈(Ce3+)也被用作掺杂剂加入到BaAl2O4体系中。但因为受限于这几种离子，不利于拓宽钡铝酸盐的发光特性并加以应用。
发明内容
1. 为了解决上述问题，本发明提供了一种Cu2+掺杂的BaAl2O4荧光粉及其制备方法。其化学式为BaAl2O4:x mol%Cu其中0＜x≤1；采用溶胶凝胶法制备了纯的荧光粉，Cu2+的引入使得同时存在浅层和深层陷阱。本发明制备的荧光粉在283 nm激发下在435nm处具有蓝光发射。本发明提供的制备方法工艺简单，产品性能稳定，适合工业化生产。
2. 本发明的技术方案如下：
按照化学计量比称量纯度大于99.9%的硝酸钡、硝酸铝和硝酸铜作为原料。首先将原料加入柠檬酸中，柠檬酸与金属离子的摩尔比为1:(0.5~2),然后加入柠檬酸体积分数为30~50%的去离子水得到溶胶。然后将溶胶置于磁力搅拌器上在75~90℃加热不断以200~300rpm速率搅拌，形成凝胶。然后，将凝胶在室温下干燥8~12小时。最后，将凝胶在800~1000℃下煅烧2~4小时，然后研磨，得到所述荧光粉。
有益效果
1. 本发明提供的荧光粉制备的荧光粉在365nm辐射后具有机械发光发射。
2. 本发明提供的方法在制备荧光粉的过程中，选用高纯的原料粉体，并严格控制杂质的引入，非常适合用于高纯荧光粉的制备。
3. 本发明提供的荧光粉的制备方法，产量和产率高，制备过程简单，对制备时间安排要求不苛刻，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实施例制备荧光粉的XRD图谱；
图2实施例7制备粉体的EDS图像；
图3实施例制备荧光粉的激发和发射光谱图；
图4实施例制备荧光粉的CIE色坐标图。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明做进一步的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1：BaAl2O4:1 mol% Cu2+
按照化学计量比称量纯度大于99.9%的硝酸钡、硝酸铝和硝酸铜作为原料。首先将原料加入柠檬酸中，柠檬酸与金属离子的摩尔比为1:0.5,然后加入柠檬酸体积分数为50%的去离子水得到溶胶。然后将溶胶置于磁力搅拌器上在75℃加热不断以300rpm速率搅拌，形成凝胶。然后，将凝胶在室温下干燥8小时。最后，将凝胶在1000℃下煅烧2小时，然后研磨，得到所述荧光粉。
实施例2：BaAl2O4:0.7mol% Cu2+
按照化学计量比称量纯度大于99.9%的硝酸钡、硝酸铝和硝酸铜作为原料。首先将原料加入柠檬酸中，柠檬酸与金属离子的摩尔比为1:2,然后加入柠檬酸体积分数为30%的去离子水得到溶胶。然后将溶胶置于磁力搅拌器上在90℃加热不断以200rpm速率搅拌，形成凝胶。然后，将凝胶在室温下干燥12小时。最后，将凝胶在800℃下煅烧4小时，然后研磨，得到所述荧光粉。
实施例3：BaAl2O4:0.5mol% Cu2+
按照化学计量比称量纯度大于99.9%的硝酸钡、硝酸铝和硝酸铜作为原料。首先将原料加入柠檬酸中，柠檬酸与金属离子的摩尔比为1:1,然后加入柠檬酸体积分数为40%的去离子水得到溶胶。然后将溶胶置于磁力搅拌器上在80℃加热不断以250rpm速率搅拌，形成凝胶。然后，将凝胶在室温下干燥10小时。最后，将凝胶在900℃下煅烧3小时，然后研磨，得到所述荧光粉。
实施例4：BaAl2O4:0.3 mol% Cu2+
按照化学计量比称量纯度大于99.9%的硝酸钡、硝酸铝和硝酸铜作为原料。首先将原料加入柠檬酸中，柠檬酸与金属离子的摩尔比为1:0.5,然后加入柠檬酸体积分数为50%的去离子水得到溶胶。然后将溶胶置于磁力搅拌器上在75℃加热不断以300rpm速率搅拌，形成凝胶。然后，将凝胶在室温下干燥8小时。最后，将凝胶在1000℃下煅烧2小时，然后研磨，得到所述荧光粉。
实施例5：BaAl2O4:0.2mol% Cu2+
按照化学计量比称量纯度大于99.9%的硝酸钡、硝酸铝和硝酸铜作为原料。首先将原料加入柠檬酸中，柠檬酸与金属离子的摩尔比为1:2,然后加入柠檬酸体积分数为30%的去离子水得到溶胶。然后将溶胶置于磁力搅拌器上在90℃加热不断以200rpm速率搅拌，形成凝胶。然后，将凝胶在室温下干燥12小时。最后，将凝胶在800℃下煅烧4小时，然后研磨，得到所述荧光粉。
实施例6：BaAl2O4:0.1mol% Cu2+
按照化学计量比称量纯度大于99.9%的硝酸钡、硝酸铝和硝酸铜作为原料。首先将原料加入柠檬酸中，柠檬酸与金属离子的摩尔比为1:1,然后加入柠檬酸体积分数为40%的去离子水得到溶胶。然后将溶胶置于磁力搅拌器上在80℃加热不断以250rpm速率搅拌，形成凝胶。然后，将凝胶在室温下干燥10小时。最后，将凝胶在900℃下煅烧3小时，然后研磨，得到所述荧光粉。
实施例7：BaAl2O4:0.075mol% Cu2+
按照化学计量比称量纯度大于99.9%的硝酸钡、硝酸铝和硝酸铜作为原料。首先将原料加入柠檬酸中，柠檬酸与金属离子的摩尔比为1:2,然后加入柠檬酸体积分数为30%的去离子水得到溶胶。然后将溶胶置于磁力搅拌器上在90℃加热不断以200rpm速率搅拌，形成凝胶。然后，将凝胶在室温下干燥12小时。最后，将凝胶在800℃下煅烧4小时，然后研磨，得到所述荧光粉。
实施例8：BaAl2O4:0.025mol% Cu2+
按照化学计量比称量纯度大于99.9%的硝酸钡、硝酸铝和硝酸铜作为原料。首先将原料加入柠檬酸中，柠檬酸与金属离子的摩尔比为1:1,然后加入柠檬酸体积分数为40%的去离子水得到溶胶。然后将溶胶置于磁力搅拌器上在80℃加热不断以250rpm速率搅拌，形成凝胶。然后，将凝胶在室温下干燥10小时。最后，将凝胶在900℃下煅烧3小时，然后研磨，得到所述荧光粉。
由图1中的XRD图谱可以看出，通过本发明提供的方法成功合成了纯的BaAl2O4:Cu荧光粉。以实施例7为例，根据图2荧光粉的EDS图像显示，各个元素分布均匀。并且，从图3可以看出，在掺杂浓度0.075%（实施例7）时其发射强度远远高于其他掺杂浓度。图4的CIE坐标图进一步证明了本发明制备的荧光粉具有蓝光发射，因此可以作为一种优异的LED用蓝色荧光粉。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (2)
1.一种Cu2+掺杂的BaAl2O4荧光粉的制备方法，其特征在于，所制备的荧光粉满足下式所示组分：
BaAl2O4:x mol% Cu
其中0.07＜x≤0.08；采用溶胶凝胶法制备，具体步骤如下：
按照化学计量比称量纯度大于99.9%的硝酸钡、硝酸铝和硝酸铜作为原料；首先将原料加入柠檬酸中，柠檬酸与金属离子的摩尔比为1:(0.5~2)，然后加入柠檬酸体积分数为30~50%的去离子水得到溶胶；然后将溶胶置于磁力搅拌器上在75~90℃加热不断以200~300rpm速率搅拌，形成凝胶；然后，将凝胶在室温下干燥8~12小时；最后，将凝胶在800~1000℃下煅烧2~4小时，然后研磨，得到所述荧光粉。
2.一种Cu2+掺杂的BaAl2O4荧光粉，其特征在于，按权利要求1所述的制备方法制备而成，制备的荧光粉在283 nm激发下在435nm处具有蓝光发射。
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Non-Patent Citations (1)
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