紅色熒光粉的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于熒光粉制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種白光LED用鈦酸鹽Zn2T14 = Eu3+紅色熒光粉的制備方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]白光LED由于高效節(jié)能、體積小、長壽命、環(huán)保無污染等諸多優(yōu)點，被認(rèn)為是最有前景的綠色照明光源。近幾年，在全球節(jié)能減排的倡導(dǎo)和國家相關(guān)優(yōu)惠政策的支持下，LED照明得到飛速發(fā)展。目前，市場上主流的通過藍(lán)光芯片涂覆YAG:Ce3+黃色熒光粉技術(shù)獲得的白光LED已經(jīng)廣泛應(yīng)用于液晶顯示背光照明，正逐漸向家庭照明和辦公照明領(lǐng)域滲透。但是，這種光源色溫較高，顯色指數(shù)較低，阻礙了其在普通照明領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣，為此通常加入紅光成分增強顯色性。另一種很好獲得白光LED的方法是通過紫外芯片激發(fā)紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉。此法由于可輸出可見光波長范圍所有的光，因此可獲得較高的顯色指數(shù)和光效。因此尋找一種即可被藍(lán)光激發(fā)又可被紫外光激發(fā)的紅色熒光粉成為近年來的研宄熱點。
[0003]鈦酸鹽基質(zhì)的發(fā)光材料由于發(fā)光顏色純正，穩(wěn)定性好，耐候性強，成本低等諸多優(yōu)點，近年來引起研宄者的廣泛關(guān)注。特別是Zn2T14:Eu3+紅色熒光粉，即可被藍(lán)光激發(fā)又可被紫外光激發(fā)，因此，該熒光粉在白光LED上有較強的應(yīng)用前景。
[0004]眾所周知，傳統(tǒng)高溫固相法制備鈦酸鹽有著燒結(jié)溫度高，產(chǎn)品粒徑大，均勻性差等缺點。溶膠凝膠法在一定程度上可改善上述固相法的缺點，但存在反應(yīng)周期長等缺點，繼續(xù)優(yōu)化其合成工藝仍是亟需解決的問題。而水熱法由于引入了密閉高溫高壓的反應(yīng)環(huán)境，原料混合更加均勻，反應(yīng)比溶膠凝膠法更充分，晶體的結(jié)晶度更高，有利于熒光粉發(fā)光亮度的提升。文獻(xiàn)(Spectrochimica Acta Part A:Molecular and B1molecularSpectroscopy 138(2015)857-865)報道了通過燃燒法合成Zn2T14: Eu3+紅色熒光粉。專利(CN 102690651A)報道了 Zn2T14 = Eu3+的制備方法和發(fā)光特性，其特點在于通過溶膠凝膠法制備前驅(qū)體，隨后經(jīng)過高溫煅燒獲得目標(biāo)產(chǎn)物。而本制備方法報道的特點在于通過水熱法合成前驅(qū)體，隨后經(jīng)過煅燒獲得目標(biāo)產(chǎn)物。通過與高溫固相法和溶膠凝膠法對比，水熱法合成的熒光粉的顆粒形貌更加規(guī)則，亮度有明顯提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0005]本發(fā)明的目的是提供一種白光LED用鈦酸鹽Zn2T14 = Eu3+紅色熒光粉的制備方法。
[0006]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]一種白光LED用鈦酸鹽Zn2T14 = Eu3+紅色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
[0008]I)稱取一定量的鈦酸正丁酯，在攪拌下逐滴加入一定量的乙二醇溶液，隨后在強力攪拌下加入一定量的檸檬酸，溶液逐漸變?yōu)楣麅鰻?，在?jīng)歷一個短暫的反應(yīng)期后，果凍狀混合物逐漸溶解，溶液變?yōu)辄S色透明溶液，此為混合溶液A ;
[0009]2)取一定量的硝酸鋅和氯化銪溶液，混合均勻，此為混合溶液B ；
[0010]3)將B溶液逐滴加入到A溶液中，隨后用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值6.8-7.2，接近中性，得到澄清透明淡黃色的溶液，此為混合溶液C ;
[0011 ] 4)將上述混合溶液C轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜進(jìn)行水熱處理后冷卻，將所得沉淀洗滌后干燥，研磨后得前驅(qū)體樣品；
[0012]5)將所得前驅(qū)體樣品高溫煅燒，自然冷卻到室溫，研磨得到所需Zn2T14 = Eu3+紅色熒光粉。
[0013]所述的乙二醇和檸檬酸的添加量為10 <n(乙二醇):n(鈦酸正丁酯)<40，
0.5 ( n(檸檬酸):n(鈦酸正丁酯)< 2。優(yōu)選的乙二醇和檸檬酸的添加量為20 < η(乙二醇):η(鈦酸正丁酯)< 40，I < η(檸檬酸):η(鈦酸正丁酯)< 2。
[0014]所述的水熱處理的溫度和時間分別為120°C彡溫度彡250°C, Ih彡時間彡5h。優(yōu)選的溫度和時間分別為150°C<溫度彡230°C，2h <時間彡5h。
[0015]所述的制備方法中高壓反應(yīng)釜內(nèi)的填充度為60_90vol%。
[0016]步驟4)將混合溶液C轉(zhuǎn)入高壓反應(yīng)釜之前繼續(xù)磁力攪拌0.5h，然后轉(zhuǎn)入到聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼高壓反應(yīng)釜，密閉后放入烘箱中進(jìn)行水熱處理，隨后自然冷卻到室溫。
[0017]步驟4)所述的洗滌為采用無水乙醇和去離子水對沉淀物進(jìn)行洗滌。
[0018]步驟5)的煅燒條件為600°C彡溫度彡1000C, 3h彡時間彡5h。
[0019]本發(fā)明具有以下優(yōu)異特點:
[0020]Zn2T14 = Eu3+是一種即可被藍(lán)光激發(fā)又可被紫外光激發(fā)的紅色熒光粉，色純度高，穩(wěn)定性好。本發(fā)明制備方法工藝簡單，合成反應(yīng)溫度低，發(fā)光效率高，具有應(yīng)用于藍(lán)光或紫外光芯片激發(fā)白光LED的前景。
【附圖說明】
[0021 ] 圖1采用本發(fā)明方法制備得到樣品的XRD圖譜；
[0022]圖2采用本發(fā)明方法制備得到樣品的激發(fā)光譜；
[0023]圖3采用本發(fā)明方法制備得到樣品的發(fā)射光譜；
[0024]圖4采用本發(fā)明方法制備得到樣品的發(fā)射光譜；
[0025]圖5采用本發(fā)明方法制備得到樣品(上左)與高溫固相法(上右)和溶膠凝膠法制備的樣品(下中)的SEM圖；
[0026]圖6采用本發(fā)明方法制備得到樣品與高溫固相法和溶膠凝膠法制備的樣品的發(fā)射光譜。
【具體實施方式】
[0027]下面對本發(fā)明作一詳細(xì)說明，所述是對本發(fā)明的解釋而非限定。
[0028]實施例1:
[0029]稱取2.042g鈦酸正丁酯，在磁力攪拌下逐滴加入IlmL乙二醇溶液，隨后在強力攪拌下加入1.26g檸檬酸，溶液逐漸變?yōu)楣麅鰻?，在?jīng)歷一個短暫的反應(yīng)期后，果凍狀混合物逐漸溶解，溶液變?yōu)辄S色透明溶液，此為混合溶液A。分別用移液管準(zhǔn)確移取20mL 0.6mol/L硝酸鋅和6mL 0.05mol/L氯化銪溶液，混合均勻，此為混合溶液B。將B溶液逐滴加入到A溶液中，隨后用氨水調(diào)節(jié)溶液的pH值接近中性，得到澄清透明淡黃色的溶液，此為混合溶液C。繼續(xù)磁力攪拌0.5h后，將上述混合溶液C轉(zhuǎn)入到聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼高壓反應(yīng)釜，保持填充度為80%，密閉后放入烘箱中進(jìn)行水熱處理180°C，2h。隨后自然冷卻到室溫。將所得沉淀分別用無水乙醇和去離子水離心洗滌數(shù)次，至溶液澄清無色。之后將洗滌后的樣品轉(zhuǎn)入瓷坩禍中干燥，輕研磨后得前驅(qū)體樣品。將所得前驅(qū)體樣品放入高溫箱式爐內(nèi)850°C煅燒3h，隨后自然冷卻到室溫，取出樣品研磨得到所需目標(biāo)產(chǎn)物。圖1所示的850°C制備的樣品的XRD圖表明，合成了純相的目標(biāo)樣品。樣品的激發(fā)光譜如圖2所示，由三部分組成，310nm左右的寬帶吸收，對應(yīng)于Zn2T14基質(zhì)的吸收；397nm處和467nm處的窄帶吸收，對應(yīng)于Eu3+的特征吸收。圖3和圖4分別是樣品在397nm和467nm激發(fā)下的發(fā)射光譜圖，表明該熒光粉可同時被近紫外光和藍(lán)光有效激發(fā)，發(fā)射紅光。圖5是通過本制備方法合成的樣品的SEM照片(上左)與通過高溫固相法(上右)和溶膠凝膠法(下中)制備的樣品的SE