專利名稱：一種紅色發(fā)光納米晶及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光材料，特別是涉及一種LED用紅色發(fā)光納米晶及其制備方法。
背景技術(shù)：
白光LED因其高亮度、低能耗、低應(yīng)用電壓及長壽命等優(yōu)良特性，被視為下一代光源， 將取代現(xiàn)有傳統(tǒng)光源，廣泛應(yīng)用于人們的生產(chǎn)生活中。目前，白光LED已在手機的背景光 源，安全出口標志等方面取得應(yīng)用，但離取代傳統(tǒng)光源及實現(xiàn)全面照明應(yīng)用，仍有一段距 離。從1997年發(fā)明第一只白光LED至今，用發(fā)黃光的YAG:Ce與藍光LED (430-480 nm) 封裝的白光LED仍是白光LED市場的主流產(chǎn)品，但由于該產(chǎn)品的白光是由藍光與黃光兩 色組成，其顯示指數(shù)偏低，仍不滿足照明要求，因此在產(chǎn)品中增加紅光成分，是一個比較 有效的解決辦法(如專利CN00104438.9)。另一種實現(xiàn)白光LED的方案是利用近紫外LED (380-410nm)同時激發(fā)紅色、綠色與藍色發(fā)光材料，實現(xiàn)近紫外LED基白光LED,這一 方案的前提是找到三種分別發(fā)紅色、綠色與藍色并在紫外區(qū)有強吸收的發(fā)光材料。
傳統(tǒng)固相法合成發(fā)光材料，如YAG:Ce，其結(jié)晶溫度高達1500 。C，而且產(chǎn)品顆粒大小 不均，團聚嚴重，質(zhì)地較硬，需要挑粉、破碎、過篩等工藝(Mater. Sci.Engin.B, 2004，風 251-256.)。而水熱法合成溫度低，設(shè)備要求低，產(chǎn)品結(jié)晶性好，顆粒均勻，不易團聚，其 發(fā)光性能也可以通過在較高溫度燒結(jié)得到提高。水熱法反應(yīng)機理復(fù)雜，大部分發(fā)光材料體 系都無法通過水熱合成法實現(xiàn)，而本發(fā)明中的鎢酸鹽基質(zhì)在溫和水熱條件下可一步合成得 到。鎢酸鹽常被用作發(fā)光材料的基質(zhì)，如發(fā)光材料CaW04:Eu3+ (J. Solid State Chem. 2008， 7W， 855-862; Opt. Mater. 2008，卯，1616-1620) 、 SrW04:Nd3+ (Opt Mater. 2003， 23， 439-442) 、 ZnW04:Eu3+(Mater. Lett. 2002， 55, 152-157)等，但調(diào)研以往專利與文獻，未發(fā)現(xiàn) 本發(fā)明中SmS+離子摻雜的鎢酸鹽納米晶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種LED用紅色鎢酸鹽發(fā)光納米晶及其制備方法，材料成本低，合成工藝簡易，對設(shè)備要求低，產(chǎn)品顆粒均勻，分散性好。 本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)
一種紅色發(fā)光納米晶，是以稀土離子Sn^+為激活劑，以鎢酸鹽MW04為基質(zhì)，其中M 為Ca2+、 Sr"+、 Ba2+、 Zn2+中的一種，以摩爾百分比計，Sm3+摻雜濃度為M離子的1~10 %， 其激發(fā)光譜在400與460 nm處有吸收峰，其發(fā)射光譜跨越從橙紅光至深紅色光區(qū)域。
所述的紅色發(fā)光納米晶的制備方法將可溶金屬鹽與鎢酸納溶液分別溶于水，并按鎢 酸鹽MW04中M與[W04]2—的化學計量比混合，其中M為Ca2+、 Sr2+、 Ba2+、 Zt^+中的一種， 產(chǎn)生白色沉淀，然后加入[W04f離子2 4倍摩爾量的乙二胺四乙酸，攪拌5 15分鐘，混 合物裝入密閉的反應(yīng)釜，180-280。C溫度條件下水熱反應(yīng)至結(jié)晶，保溫時間為4 24小時， 自然冷卻至室溫，抽濾，水洗，自然晾干；所述可溶金屬鹽為醋酸鈣、硝酸鋇、硝酸鍶、 礎(chǔ)酸鋅或硝酸釤。
所述水熱反應(yīng)溫度優(yōu)選為200~240°C。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和有益效果本發(fā)明中紅色鎢酸鹽發(fā)光納米晶 可同時被近紫外與藍色LED激發(fā)，發(fā)出深紅色熒光。其合成溫度低，不需要還原氣氛。顆 粒結(jié)晶性好，易分散。


圖1本發(fā)明實施例1制備的材料的激發(fā)光譜與發(fā)射光譜。 圖2本發(fā)明實施例2制備的材料的掃描電鏡。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于實 施例表述的范圍。
實例1
將醋酸鈣Ca(Ac)2.H20、銷酸釤Sm(N03)3、鎢酸鈉NaW04.2H20分別溶于水，并以Ca2+: Sm3+:[W04]2- =95:5:100摩爾比充分混合，產(chǎn)生白色沉淀，然后加入固體乙二胺四乙酸 (EDTA)，摩爾用量為[W04產(chǎn)的3倍，攪拌10分鐘，使EDTA完全溶解，將混合物裝入 密閉的反應(yīng)釜，在180。C保溫24小時進行水熱反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，自然冷卻至室溫，抽濾， 水洗三次，自然晾干，即得產(chǎn)品。用XRD表征產(chǎn)品為純相的CaW04，微量摻雜SmS+沒有
4明顯改變晶體結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品在近紫外或藍光LED的照射下，發(fā)深紅色的熒光。其激發(fā)光譜與 發(fā)射光譜如附圖l所示，在400 nm與460 nm處有強而寬的吸收峰，分別與目前市場上近 紫外與藍光LED的波長匹配，其發(fā)射光譜跨躍從橙色光至深紅色光區(qū)域。本發(fā)明中，其他 實施例的熒光光譜與圖1基本相似，不一一說明。 實例2
將硝酸鍶Sr(N03)2、銷酸釤Sm(N03)3、鎢酸鈉NaW04.2H20分別溶于水，并以Sr2, Sm3+:[W04]2、99: h IOO摩爾比充分混合，產(chǎn)生白色沉淀，然后加入固體EDTA，摩爾用 量為[W04f的2倍，攪拌5分鐘，使EDTA完全溶解，將混合物裝入密閉的反應(yīng)釜，在200 。C保溫10小時進行水熱反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，自然冷卻至室溫，抽濾，水洗三次，自然晾 干，即得產(chǎn)品。用XRD表征產(chǎn)品為綿相的SrW04,微量摻雜Sm^沒有明顯改變晶體結(jié)構(gòu)， 產(chǎn)品在近紫外或藍光LED的照射下，發(fā)深紅色的熒光。該產(chǎn)品微觀形貌如圖2掃描電鏡所 示，產(chǎn)品顆粒均勻，尺寸約為30 50nm。本發(fā)明中，其他實施例的微觀形貌與圖2基本相 似，不一一說明。
實例3
將硝酸鋇Ba(N03)2、銷酸釤Sm(N03)3、鎢酸鈉NaW04.2H20分別溶于水，并以Ba2, Sm3+:[W04]2— =92:8:100摩爾比充分混合，產(chǎn)生白色沉淀，然后加入固體EDTA，摩爾用量 為[W04產(chǎn)的4倍，攪拌15分鐘，使EDTA完全溶解，將混合物裝入密閉的反應(yīng)釜，在240 °(:保溫4小時進行水熱反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，自然冷卻至室溫，抽濾，水洗三次，自然晾干， 即得產(chǎn)品。用XRD表征產(chǎn)品為純相的BaW04，微量摻雜Sn^+沒有明顯改變晶體結(jié)構(gòu)，產(chǎn) 品在近紫外或藍光LED的照射下，發(fā)深紅色的熒光。
實例4
將硝酸鋅Zn(N03)2、銷酸釤Sm(N03)3、鎢酸鈉NaW04.2H20分別溶于水，并以Zn2+: Sm3+: [W04f =92:8:100摩爾比充分混合，產(chǎn)生白色沉淀，然后加入固體EDTA，摩爾用 量為[W04f的3倍，攪拌15分鐘，使EDTA完全溶解，將混合物裝入密閉的反應(yīng)釜，'在 280。C保溫15小時進行水熱反應(yīng)，反應(yīng)完畢后，自然冷卻至室溫，抽濾，水洗三次，自然 晾干，即得產(chǎn)品。用XRD表征產(chǎn)品為純相的ZnW04，微量慘雜Sr^+沒有明顯改變晶體結(jié) 構(gòu)，產(chǎn)品在近紫外或藍光LED的照射下，發(fā)深紅色的熒光。
權(quán)利要求
1、一種紅色發(fā)光納米晶，其特征在于該材料是以稀土離子Sm3+為激活劑，以鎢酸鹽MWO4為基質(zhì)，其中M為Ca2+、Sr2+、Ba2+、Zn2+中的一種，以摩爾百分比計，Sm3+摻雜濃度為M離子的1～10％，其激發(fā)光譜在400與460nm處有吸收峰，其發(fā)射光譜跨越從橙紅光至深紅色光區(qū)域。
2、 一種權(quán)利要求1所述的紅色發(fā)光納米晶的制備方法，其特征在于將可溶金屬鹽與 鎢酸納溶液分別溶于水，并按鎢酸鹽MW04中M與[\￥04]2—的化學計量比混合，其中M為 Ca2+、 Sr2+、 Ba2+、 Zn2+中的一種，產(chǎn)生白色沉淀，然后加入[\￥04]2—離子2 4倍摩爾量的乙 二胺四乙酸，攪拌5 15分鐘，混合物裝入密閉的反應(yīng)釜，180-280。C溫度條件下水熱反應(yīng) 至結(jié)晶，保溫時間為4 24小時，自然冷卻至室溫，抽濾，水洗，自然晾干；所述可溶金屬 鹽為醋酸鈣、硝酸鋇、硝酸鍶、硝酸鋅或硝酸釤。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅色發(fā)光納米晶的制備方法，其特征在于水熱反應(yīng)溫度為 200-240 。C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED用紅色發(fā)光納米晶及其制備方法。該材料是以稀土離子Sm³⁺為激活劑，以鎢酸鹽MWO₄為基質(zhì)，其中M＝Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Zn²⁺，Sm³⁺摻雜濃度為1～10mol％M的量，其激發(fā)光譜在400與460nm處有比較強而寬的吸收峰，發(fā)射光譜位于紅光區(qū)域。其制備方法如下將可溶金屬鹽與鎢酸納溶液分別溶于水，并按化學計量比混合，產(chǎn)生白色沉淀，加入2～4倍[WO₄]^2-摩爾量的EDTA，攪拌5～15分鐘，將混合物裝入密閉的反應(yīng)釜，180～280℃保溫4～24小時，即得結(jié)晶完好的紅色鎢酸鹽發(fā)光納米晶。該材料有望用于LED，制備工藝簡易，對設(shè)備要求低，生產(chǎn)成本低。
文檔編號C09K11/78GK101445726SQ200810218739
公開日2009年6月3日 申請日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者潘躍曉 申請人:華南理工大學