專利名稱:一種寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及發(fā)光材料領(lǐng)域,具體公開了一種寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料。
背景技術(shù):
LED照明技術(shù)將成為人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后的又一次標(biāo)志性的 飛躍,被譽為第四代照明技術(shù)。白光LED用作光源,同樣的亮度,光電子芯片的 耗電量僅為普通白熾燈的1/12,壽命可延長100倍。如果我國1/3的白熾燈被LED 照明取代,每年可為國家節(jié)約用電IOOO億千瓦,相當(dāng)于一個三峽工程的發(fā)電量。 該技術(shù)的特點是安全、環(huán)保、節(jié)能、色彩豐富、微型化。
到目前為止,有兩種主要的方式得到白光 一種是采用藍光GaNIn二極管與 發(fā)黃綠光的熒光粉復(fù)合發(fā)白光;這種模式可提高光效10%左右,但顯色指數(shù)不容 易調(diào)節(jié),缺少紅光成分,只能發(fā)出冷"白光",不能滿足暖白光的應(yīng)用要求;另一 種是采用發(fā)射長波紫外光或紫藍光的GaNIn 二極管與三基色熒光粉復(fù)合發(fā)白光; 此時只要熒光粉的激發(fā)波長與LED的發(fā)射波長相匹配,各色熒光粉的比例合適, 即可得到高光效的白色光譜,這種模式可望得到最佳效果,其中藍色發(fā)光材料是非 常重要的三基色熒光粉之一。
現(xiàn)在廣泛使用的材料是BaMgAl1()017:Eu2+藍色發(fā)光材料,但是 BaMgAhoOn:E^+制備工藝復(fù)雜,燒結(jié)溫度高,還需二次燒結(jié),得到的熒光粉體 顆粒較大,需要長時間研磨。另外,材料受到熱降解和真空紫外破壞的侵害,引 起亮度損失。沸石是一種介孔材料,具有高的比表面積和特殊的孔結(jié)構(gòu),把稀土 激活劑離子組裝到沸石中,能夠有效的避免激活劑的團聚引起的熒光濃度淬滅, 可有效的提高激活劑和基質(zhì)之間能量轉(zhuǎn)換效率和發(fā)光效率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料,能在250 420nm的寬 帶紫外下激發(fā),可用于白光LED。
本發(fā)明還提供了這種寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料的制備方法。
本發(fā)明的寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料,以二價銪作為發(fā)光激活劑,以介孔 沸石為基質(zhì),其組成中,Na離子與二價銪離子的摩爾比為(l-x): x,且0.005 ^ 0.1。
介孔沸石優(yōu)選為NaX或NaY型沸石。
這種寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料,對250nm 420nm的紫外光區(qū)間有很強 的吸收,在370~550 nm有很強的發(fā)射,其發(fā)射主峰位于450nm。在250nm 420 nm 的紫外光照射下,發(fā)生藍光。
制備方法為將介孔沸石與三價銪鹽溶液混合攪拌,并在20 95。C下反應(yīng) 12 48小時,取沉淀干燥后,加入還原劑,在600 120(TC下燒結(jié)。 燒結(jié)時間為2 8小時。
介孔沸石可選用NaX或NaY型分子篩。NaX型分子篩包括13X型沸石和 4A型沸石;NaY型分子篩包括Y型沸石。
三價銪鹽可選用EuCl3或Eu(N03)3。三價銪鹽溶液中銪離子濃度為 0.05mol/L 1.5moI/L。
介孔沸石與三價銪鹽中銪離子的摩爾比為1: (0.1 50)。
還原劑可選用碳或者氫氣。
介孔沸石的晶格中含有鈉離子,通過三價的銪離子與的離子吸附及與鈉離子 進行離子交換,使銪離子嵌入沸石的晶格中,再經(jīng)過煅燒使三價的銪離子還原為 二價的銪離子,所得到的產(chǎn)品是一種寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料,以銪離子為 發(fā)光激活劑,
本發(fā)明的熒光材料以二價銪離子為發(fā)光激活劑,以沸石為基質(zhì),利用沸石的 的介孔結(jié)構(gòu),避免了激活劑離子因團聚造成的熒光濃度淬滅,同時該熒光材料對250-420nm的紫外光有很強的吸收,從而產(chǎn)生了高的發(fā)光效率。這種熒光材料能 在250 420nm的寬帶紫外下激發(fā)產(chǎn)生藍光,可用于白光LED。特別是其長波紫 外LED激發(fā)的性能使得該材料具有廣泛的應(yīng)用前景。
采用液相法結(jié)合高溫固相法,得到高效寬帶紫外激發(fā)的藍光熒光材料,而且 所得產(chǎn)品具有色純度高、化學(xué)及光學(xué)性能穩(wěn)定,生產(chǎn)工藝簡單、原料廉價易得適 合工業(yè)化生產(chǎn)的特點,反應(yīng)過程基本沒有工業(yè)三廢,屬于綠色環(huán)保、低能耗高效 益產(chǎn)業(yè)。
圖1為實施例1寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料熒光光譜圖(左邊的線代表激 發(fā)光譜,右邊的線代表發(fā)射光譜)
圖2為實施例1寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料SEM圖片(2000倍)
具體實施例方式
以下通過實施實例進一步說明本發(fā)明。但應(yīng)理解,這些實例只是示例性的, 本發(fā)明不局限于此。 實施例1
稱取4.5000g (0.0105mol) 13X型沸石投入30ml的lmol/L EuCl3溶液中, 攪拌1小時,置于8(TC水浴24小時,離心分離去除上清液,將沉淀物放入100 'C的烘箱中烘干。將得到的前驅(qū)物放入50ml坩堝中,蓋好蓋子,放入150ml坩 堝中,用活性炭掩埋置馬弗爐800 'C燒結(jié)4h后即得目標(biāo)產(chǎn)物。產(chǎn)品在380nm的 紫外燈照射下,發(fā)出藍色的光。其熒光光譜圖及SEM圖片如圖1和圖2所示。 組成式為Na19EuaiOAl203.2.8Si02。
從熒光光譜圖可見,該產(chǎn)物對250nrn 420 nm的紫外光區(qū)間有很強的吸收, 在370~550 nm有很強的發(fā)射,其發(fā)射主峰位于450nm。在380nm紫外燈照射下, 產(chǎn)生藍光。
實施例2
稱取4.5000g (0.0105mol) 13X型沸石投入30ml的lmol/LEuCl3溶液中,攪拌1小時,置于8(TC水浴24小時,離心分離去除上清液,將沉淀物放入100'C 的烘箱中烘干。將得到的前驅(qū)物放入50ml坩堝中,蓋好蓋子,放入150ml坩堝 中,置于高溫爐中在N2/H2氣氛下80(TC燒結(jié)3 h后即得目標(biāo)產(chǎn)物。組成式為 Na!.9Eu(u0.Al2O3-2.8SiO2。
該產(chǎn)物對250nm 420 nm的紫外光區(qū)間有很強的吸收,在370-550 nm有很 強的發(fā)射,其發(fā)射主峰位于450nm。在380nm紫外燈照射下,激發(fā)產(chǎn)生藍光。
實施例3
稱取4.5000g (0.0105mol) 13X型沸石投入30ml的0.1mol/LEuCl3溶液中, 攪拌1小時,置于8(TC水浴24小時,離心分離去除上清液,將沉淀物放入IOO 'C的烘箱中烘干。將得到的前驅(qū)物放入50ml坩堝中,蓋好蓋子,放入150ml坩 堝中,用活性炭掩埋置馬弗爐IOO(TC燒結(jié)3 h后即得目標(biāo)產(chǎn)物。組成式為 Nai.99Eu麵OAl203.2.8Si02。
該產(chǎn)物對250nm 420 nm的紫外光區(qū)間有很強的吸收,在370 550 nm有很 強的發(fā)射,其發(fā)射主峰位于450nm。在380nm紫外燈照射下,激發(fā)產(chǎn)生藍光。
實施例4
稱取4.5000g (0.0105mol) 13X型沸石投入30ml的lmol/L Eu(N03)3溶液中, 攪拌1小時,置于80。C水浴24小時,離心分離去除上清液,放入10(TC的烘箱 中烘千。將得到的前驅(qū)物放入50ml坩堝中,蓋好蓋子,放入150ml坩堝中,用 活性炭掩埋置馬弗爐80(TC燒結(jié)3 h后即得目標(biāo)產(chǎn)物。組成式為 順.9Eu(u0.Al2O3-2.8SiO2。
該產(chǎn)物對250nm 420 nm的紫外光區(qū)間有很強的吸收,在370~550 nm有很 強的發(fā)射,其發(fā)射主峰位于450nm。在380nm紫外燈照射下,激發(fā)產(chǎn)生藍光。
實施例5
稱取4.5000g (0.0123mol) 4A型沸石投入30ml的lmol/L EuCl3溶液中,攪 拌1小時,置于8(TC水浴24小時,離心分離去除上清液,放入100'C的烘箱中 烘干。將得到的前驅(qū)物放入50ml坩堝中,蓋好蓋子,放入150ml坩堝中,用活性炭掩埋置馬弗爐800 °C燒結(jié)3 h后即得目標(biāo)產(chǎn)物。組成式為
NaL9Eu(u0'Al2O3'2SiO2。
該產(chǎn)物對250nrn 420 nm的紫外光區(qū)間有很強的吸收,在370-550 nm有很 強的發(fā)射,其發(fā)射主峰位于450nm。在380nm紫外燈照射下,激發(fā)產(chǎn)生藍光。
實施例6
稱取4.5000g (0.00036mol) Y型沸石投入30ml的0.5mol/L EuCl3溶液中, 攪拌1小時,置于8(TC水浴24小時,離心分離去除上清液,放入10(TC的烘箱 中烘干。將得到的前驅(qū)物放入50ml坩堝中,蓋好蓋子,放入150ml坩堝中,用 活性炭掩埋置馬弗爐600 t:燒結(jié)3 h后即得目標(biāo)產(chǎn)物。組成式為 Na54.5Euu[(A102)56(Si02)136]。
該產(chǎn)物對250nm 420 nm的紫外光區(qū)間有很強的吸收,在370~550 nm有很 強的發(fā)射,其發(fā)射主峰位于450nm。在380nm紫外燈照射下,激發(fā)產(chǎn)生藍光。
實施例7
稱取4.5000g (0.0105mol) 13X型沸石投入30ml的0.8mol/L Eu(N03)3溶液 中,攪拌1小時,置于8(TC水浴24小時,離心分離去除上清液,放入100。C的 烘箱中烘干。將得到的前驅(qū)物放入50ml坩堝中,蓋好蓋子,放入150ml坩堝中, 用活性炭掩埋置馬弗爐800 'C燒結(jié)5h后即得目標(biāo)產(chǎn)物。組成式為 Nai.92Eu0.080-Al203.2.8Si02 。
該產(chǎn)物對250nm 420 nm的紫外光區(qū)間有很強的吸收,在370~550 nm有很 強的發(fā)射,其發(fā)射主峰位于450nm。在380nm紫外燈照射下,激發(fā)產(chǎn)生藍光。
實施例8
稱取4.5000g (0.0105moD 13X型沸石投入30ml的0.5mol/LEuCl3溶液中, 攪拌1小時,置于8(TC水浴48小時,離心分離去除上清液,放入10(TC的烘箱 中烘干。將得到的前驅(qū)物放入50 ml坩堝中,將50 ml坩堝用蓋子封好放入150 ml 坩堝中,置于高溫爐中在N2/H2氣氛下90(TC燒結(jié)3 h后即得目標(biāo)產(chǎn)物。組成式為 Na! 95Eu0050. A1203 -2.8Si02 。該產(chǎn)物對250nrn 420 nm的紫外光區(qū)間有很強的吸收,在370-550 nm有很 強的發(fā)射,其發(fā)射主峰位于450nm。在380nrn紫外燈照射下,激發(fā)產(chǎn)生藍光。
實施例9
稱取4.5000g (0.0105mol) 13X型沸石投入30ml的lmol/LEuCl3溶液中,攪 拌1小時,置于8(TC水浴24小時,離心分離去除上清液,放入100。C的烘箱中 烘干。將得到的前驅(qū)物放入50ml坩堝中,蓋好蓋子,放入150ml坩堝中,用活 性炭掩埋置馬弗爐80(TC燒結(jié)3 h后即得目標(biāo)產(chǎn)物。組成式為 NaL9Euo.iO.Al203.2.8Si02。
該產(chǎn)物對250nm 420 nm的紫外光區(qū)間有很強的吸收,在370 550 nm有很 強的發(fā)射,其發(fā)射主峰位于450nm。在380nm紫外燈照射下,激發(fā)產(chǎn)生藍光。
實施例10
稱取4.5000g (0.0105mol) 13X型沸石投入30ml的lmol/L EuCl3溶液中,攪 拌1小時,置于3(TC水浴24小時,離心分離去除上清液,放入IO(TC的烘箱中 烘干。將得到的前驅(qū)物放入50ml坩堝中,蓋好蓋子,放入150ml坩堝中,用活 性炭掩埋置馬弗爐70(TC燒結(jié)3 h后即得目標(biāo)產(chǎn)物。組成式為 NaL9Eu(uOAl20y2.8Si02。
該產(chǎn)物對250nm 420 nm的紫外光區(qū)間有很強的吸收,在370~550 nm有很 強的發(fā)射,其發(fā)射主峰位于450nm。在380nm紫外燈照射下,^[發(fā)產(chǎn)生藍光。
權(quán)利要求
1、一種寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料,其特征在于,以介孔沸石為基質(zhì),以二價銪離子為發(fā)光激活劑,其組成中,Na離子與二價銪離子的摩爾比為(1-x)∶x,且0.005≤x≤0.1。
2、 權(quán)利要求1所述的一種寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料,其特征在于,所述的 介孔沸石為NaX或NaY型沸石。
3、 權(quán)利要求1所述一種寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料的制備方法,其特征在于, 將介孔沸石與三價銪鹽溶液混合攪拌,并在20 95。C下反應(yīng)12 48小時,取沉 淀干燥后,加入還原劑,在600 120(TC下燒結(jié)。
4、 權(quán)利要求3所述一種寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料的制備方法,其特征在于, 所述三價銪鹽選自EuCl3或Eu(N03)3。
5、 權(quán)利要求3所述一種寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料的制備方法,其特征在于, 所述的介孔沸石為NaX或NaY型沸石。
6、 權(quán)利要求3所述一種寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料的制備方法,其特征在于, 所述的三價銪鹽溶液中銪離子濃度為0.05mol/L 1.5mol/L。
7、 權(quán)利要求3所述一種寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料的制備方法,其特征在于, 所述的還原劑為碳或者氫氣。
8、 權(quán)利要求3所述一種寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料的制備方法,其特征在于, 所述的燒結(jié)時間為2 8小時。
9、 權(quán)利要求3所述一種寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料的制備方法,其特征在于, 所述的介孔沸石與三價銪鹽中銪離子的摩爾比為1: (0.1 50)。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)光材料領(lǐng)域,公開了一種寬帶紫外激發(fā)的藍色熒光材料,以介孔沸石為基質(zhì),以二價銪離子為發(fā)光激活劑,其組成中,Na離子與二價銪離子的摩爾比為(1-x)∶x,且0.005≤x≤0.1。其制備方法為,將介孔沸石與三價銪鹽溶液混合攪拌,并在20~95℃下反應(yīng)12~48小時,取沉淀干燥后,加入還原劑,在600~1200℃下燒結(jié)。這種熒光材料,對250nm~420nm的紫外光區(qū)間有很強的吸收,在370~550nm有很強的發(fā)射,其發(fā)射主峰位于450nm;在380nm紫外燈照射下,激發(fā)產(chǎn)生藍光,可用于白色LED。
文檔編號C09K11/77GK101445728SQ20081020790
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者余錫賓, 楊廣乾, 楊緒勇, 郭宇竹 申請人:上海師范大學(xué)