一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉及其制備方法
一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于稀土發(fā)光材料【技術領域】，涉及一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉及制備方法。所述的紅色熒光粉是摻入稀土離子Eu3+的磷酸鋁鈉鹽，其化學組成成分可由下述化學式表示：Na3Al2(1-x)(PO4)3:2xEu3+，其中0.001≤x≤0.06，Na3Al2(1-x)(PO4)3是基質，Eu3+是摻入的稀土離子。本發(fā)明通過燃燒法合成所述磷酸鹽紅色色熒光粉Na3Al2(1-x)(PO4)3:2xEu3+，在近紫外光的激發(fā)下，激發(fā)波長為220～300nm范圍內具有很強的吸收，發(fā)射出主峰位于575～625nm范圍內，并且其發(fā)光效率高、化學性質穩(wěn)定，為橙紅波段，可用于高顯色性白光LED，其制備方法簡單，易于操作，節(jié)能省時，在固體照明領域具有極好的應用前景。
【專利說明】一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉及其制備方法，特別涉及一種在近紫外光激發(fā)下發(fā)射紅色熒光的熒光粉，它可應用于紫外-近紫外型白光LED中，屬于熒光材料【技術領域】。
【背景技術】
[0002]白光發(fā)光二極管(LED)被稱為第四代照明光源，作為新一代的固體光源，除了克服傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈存在的能耗高、易碎、污染等缺點外，還具有體積小、環(huán)保、反應速度快、壽命長、可平面封裝、發(fā)光強度高、高效、節(jié)能、耐振動、低電壓驅動、以及不會造成環(huán)境污染等有優(yōu)點。因此在顯示、背景光源、信號燈、照明等領域有廣泛的應用。特別是近年來，隨著藍色、紫色以及紫外LED的迅速發(fā)展，使得白光LED在照明領域有非常大的應用前景，被公認為目前替代熒光燈和白熾燈的綠色照明光源。
[0003]目前，獲得白光LED的形式主要有兩種:一種是將紅、綠、藍三種LED芯片組合產生白光；另一種是使用紫外光、近紫外光或者藍光LED芯片加黃色熒光粉，二者發(fā)出的光混合形成白光，其中GaN基芯片所發(fā)射的藍光激發(fā)YAG:Ce3+熒光粉發(fā)展最為迅速，已經實現(xiàn)市場化應用。這種方法是目前應用最多也是最成熟的，但是缺點十分明顯，主要原因是藍色芯片和黃光二基色復合形成的白光，缺少了紅色的成分，所以顯色指數(shù)偏低。當前商業(yè)用于GaN基紫外或藍光芯片的紅色熒光粉是Y202S:Eu3+，然而該紅色熒光粉在近紫外到藍光范圍不能有效的吸收，其發(fā)光強度只有藍色熒光粉和綠色熒光粉強度的八分之一。此外在近紫外或藍光激發(fā)下紅色熒光粉Y2O2S: Eu3+化學性能不穩(wěn)定，硫化物易分解。紅色熒光粉這些不足已經成為了提高白光LED發(fā)展的瓶頸。因此開發(fā)能夠被近紫外光有效激發(fā)的白光LED用紅色熒光粉成為當前研究的熱點和迫切的任務。
[0004]磷酸鹽是一種傳統(tǒng) 的熒光粉基質材料，它具有高穩(wěn)定性能，原料成本低廉和制備工藝簡單等優(yōu)點，磷酸鹽熒光粉是性能優(yōu)良的熒光粉之一。因此，使用磷酸根為基質原料，開發(fā)新型的的磷酸根基紅色熒光粉成為國內外研究的熱點。但目前制備磷酸鋁鈉鹽紅色熒光粉的材料很少報道。
[0005]此外，不同的制備方法導致熒光材料具有不同的性能，從而會對熒光材料的發(fā)光性能產生明顯的影響。例如，采用高溫固相合成法合成的磷酸鹽體系的熒光材料，其反應溫度高、制備時間長、對實驗設備要求較高，由于在高溫下反應易產生團聚作用，得到的產物粒徑大，需要球磨，會嚴重影響熒光材料的發(fā)光亮度和性能。而共沉淀法要求各組分具有相同或相近的水解、沉淀條件，條件不易控制且產量低，粉體的發(fā)光強度和效率較低。因此，選擇合適的制備熒光材料的方法也是本【技術領域】中急需解決的問題。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明所要解決的技術的問題是，該紅色熒光粉在近紫外光的激發(fā)下，在220~300nm范圍內具有強的吸收，其激發(fā)的發(fā)射出主峰位于575~625nm范圍內。[0007]進一步地，本發(fā)明所要解決的另一技術問題是，提供一種上述紅色熒光粉的新型制備方法。該方法簡單易于操作，反應時間短、燒結溫度低、且制備的熒光粉發(fā)光強度高、化學性質穩(wěn)定，粉末顆粒分布均勻、粒徑小等。
[0008]本發(fā)明進行深入、詳細地研究，通過控制化學組成、原料配比等因素，解決了上述的技術問題。具體方案如下:
[0009]本發(fā)明提供的一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉及其制備方法，其化學組成成分可由下述化學式表示=Na3Al2(1_x) (PO4) 3:2xEu3+，其中 0.001 ≤ x ≤ 0.06，Na3Al2(1_x) (PO4)3 是基質，Eu3+是摻入的稀土離子。包括以下步驟:
[0010]①根據(jù)化學通式Na3Al2(1_x) (PO4) 3:2xEu3+分別計算，稱取反應試劑Eu (NO3) 3，A.R.，A.R.表示分析純，Al2 (NO3)2, A.R.，NaNO3, A.R.，NH4H2 (PO4)，A.R.，NH4 (NO3), A.R.；
[0011]②用去離子水溶解步驟①稱取的Al2 (NO3)2^NaNO3以及NH4H2 (PO4)，并加入助溶劑，得到含有相應離子的混合溶液；
[0012]③將Eu(NO3)3離子溶液和上述步驟②所得到的溶液相混合，并且攪拌約30分鐘；
[0013]④向上述步驟③所得到的含有稀土金屬離子的混合溶液，然后在其中添加尿素，攪拌30分鐘，得到混有尿素的混合溶液，將混合溶液置于坩堝中；將坩堝置于的馬弗爐中，升溫至550-650°C，得到白色疏松多孔的前驅體；
[0014]⑤將上述步驟④中得到的白色疏松多孔的前驅體，在900°C左右溫度下進行熱處理2~8小時，得磷酸鹽紅色熒光粉。
[0015]所述的一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉的制備方法，其特征在于:步驟⑤中燒結溫度升高的速率為10°c /min。
[0016]所述的一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉的制備方法，其特征在于:熒光粉中心粒徑為0.1~0.5微米。
[0017]所述的一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉的制備方法，其特征在于:步驟②中所述的助溶劑為NH4(NO3)。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案優(yōu)點在于:
[0020]1、本發(fā)明技術方案提供的基質材料，很容易實現(xiàn)三價稀土離子的還原，而且三價稀土離子在該基質中可以穩(wěn)定存在，不易潮解。
[0021]2、本發(fā)明技術方案中的磷酸鹽 Na3Al2(1_x)(P04)3:2xEu3+(其中 0.001 ^ x ^ 0.05)紅色熒光材料有比較寬的激發(fā)區(qū)域，激發(fā)主峰在243nm，在近紫外光激發(fā)下發(fā)射出的主峰為615nm的紅光。
[0022]3、與商用的紅色熒光粉相比，本發(fā)明基質材料的制備過程簡單，產物易得，無廢水廢氣排放，綠色環(huán)保，適合連續(xù)化生產。
[0023]4、本發(fā)明獲得的熒光粉在近紫外激發(fā)下發(fā)射很強的紅色光，具有良好的熱穩(wěn)定性，顯色性和粒度，它可以較好地滿足于近紫外白光LED的應用。同時本發(fā)明提供了該熒光粉的制備方法，其步驟簡單，易于操作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1本發(fā)明制備的熒光粉樣品在監(jiān)測波長為615nm得到的激發(fā)光譜圖。[0025]圖2本發(fā)明制備的熒光粉樣品在近紫外243nm激發(fā)下?lián)诫s不同濃度Eu3+的發(fā)光光譜圖。
[0026]圖3本發(fā)明制備的熒光粉樣品摻雜不同濃度Eu3+的發(fā)光強度圖。
【具體實施方式】
[0027]下面詳細描述本發(fā)明的各種優(yōu)選實施方案。但是，本發(fā)明并不限于這些具體優(yōu)選的實施方案。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，本發(fā)明一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉，其化學組成成分可由下述化學式表示:Na3Al2(1_x) (PO4) 3:2xEu3+，其中 0.001 ^ x ^ 0.05，Na3Al2(1_x)(PO4)3是基質，Eu3+是摻入的稀土離子。進一步地，摻雜稀土金屬銪離子的量X可以是
0.002、0.005,0.01,0.02o 所述的磷酸鹽紅色熒光粉組成為 Nb3AIl 996 (PO4)3:0.004Eu3+,Na3Al1 99 (PO4) 3:0.01Eu3+, Na3Al1 98(PO4)3:0.C^Eu3+Na3Alh96 (PO4)3:0.04Eu3+。
[0029]下面將參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的具體實施方案。對于本領域的普通技術人員來說顯而易見的是:在不背離本發(fā)明的實質和范圍的情況下，可以從中進行各種改進和變化。因而，本發(fā)明涵蓋處于所附權利要求及其等同物的范圍之內的本發(fā)明的改進和變化。
[0030]實施實例I:Na3AlL 996 (P04) 3: 0.004Eu3+ 的制備
[0031 ] 首先，按化學式Na3Al2(1_x) (PO4) 3: 2xEu3+的化學計量比稱取反應原料Eu (NO3) 3、Al2(NO3)2、NaNO3、NH4 H2(PO4)的摩爾比為0.004: 0.998: 3: 3 ;然后用去離子水溶解上述稱取的Al2 (NO3) 2、NaNO3以及NH4H2 (PO4)，并加入助溶劑，得到含有相應離子的混合溶液；
[0032]將Eu (NO3) 3溶液和混合離子溶液相混合，并且電磁攪拌5分鐘；然后添加尿素，繼續(xù)電攪拌約5分鐘，得到含稀土金屬銪離子的混合溶液。將含稀土金屬銪離子的混合溶液倒入坩堝中；將坩堝置于550~650°C的馬弗爐中，得到白色疏松多孔的前驅體；將前驅體在900°C左右的溫度下進行熱處理2~4小時，得到所述的磷酸鹽紅色熒光粉。
[0033]實施實例2 =Na3Al1.99 (PO4)3:0.01Eu3+ 的制備
[0034]首先，按化學式Na3Al2(1_x) (PO4) 3: 2xEu3+的化學計量比稱取反應原料Eu (NO3) 3、Al2(NO3)2'NaNO3'NH4H2 (PO4)的摩爾比為0.01: 0.995: 3: 3 ;然后用去離子水溶解上述稱取的Al2 (NO3) 2、NaNO3^以及NH4H2 (PO4)，并加入助溶劑，得到含有相應離子的混合溶液；
[0035]將Eu (NO3) 3溶液和混合離子溶液相混合，并且電磁攪拌5分鐘；然后添加尿素，繼續(xù)電攪拌約5分鐘，得到含稀土金屬銪離子的混合溶液。將含稀土金屬銪離子的混合溶液倒入坩堝中；將坩堝置于550~650°C的馬弗爐中，得到白色疏松多孔的前驅體；將前驅體在900°C左右的溫度下進行熱處理2~4小時，得到所述的磷酸鹽紅色熒光粉。
[0036]實施實例3 =Na3Al1.98 (PO4)3:0.02Eu3+ 的制備
[0037]首先，按化學式Na3Al2(1_x) (PO4) 3: 2xEu3+的化學計量比稱取反應原料Eu (NO3) 3、Al2(NO3)2、NaNO3、NH4H2(PO4)的摩爾比為0.02: 0.99: 3: 3 ;然后用去離子水溶解上述稱取的Al2 (NO3) 2、NaNO3^以及NH4H2 (PO4)，并加入助溶劑，得到含有相應離子的混合溶液；
[0038]將Eu (NO3) 3溶液和混合離子溶液相混合，并且電磁攪拌5分鐘；然后添加尿素，繼續(xù)電攪拌約5分鐘，得到含稀土金屬銪離子的混合溶液。將含稀土金屬銪離子的混合溶液倒入坩堝中；將坩堝置于550~650°C的馬弗爐中，得到白色疏松多孔的前驅體；將前驅體在900°C左右的溫度下進行熱處理2~4小時，得到所述的磷酸鹽紅色熒光粉。[0039]參見附圖1它是本發(fā)明制備的熒光材料樣品在監(jiān)測波長為482nm得到的紫外與近紫外區(qū)域的激發(fā)光譜圖。
[0040]實施實例4:Na3AlL96(P04) 3: 0.04Eu3+ 的制備
[0041 ] 首先，按化學式Na3Al2(1_x) (PO4) 3: 2xEu3+的化學計量比稱取反應原料Eu (NO3) 3、Al2(NO3)2、NaNO3、NH4H2(PO4)的摩爾比為0.04: 0.98: 3: 3 ;然后用去離子水溶解上述稱取的Al2 (NO3) 2、NaNO3^以及NH4H2 (PO4)，并加入助溶劑，得到含有相應離子的混合溶液；
[0042]將Eu (NO3) 3溶液和混合離子溶液相混合，并且電磁攪拌5分鐘；然后添加尿素，繼續(xù)電攪拌約5分鐘，得到含稀土金屬銪離子的混合溶液。將含稀土金屬銪離子的混合溶液倒入坩堝中；將坩堝置于550~650°C的馬弗爐中，得到白色疏松多孔的前驅體；將前驅體在900°C左右的溫度下進行熱處理2~4小時，得到所述的磷酸鹽紅色熒光粉。
[0043]參見附圖1，它是本發(fā)明制備的熒光粉樣品在監(jiān)測波長為615nm得到的紫外與近紫外區(qū)域的激發(fā)光譜圖。
[0044]參見附圖2，它是本發(fā)明實施例1、2、3和4制備的不同濃度的三價銪離子Eu3+在Na3Al2(1_x) (P04)3:2xEu3+熒光粉中以紫外光243nm激發(fā)得到的發(fā)光光譜圖。由圖2可以看到，本發(fā)明各實施提供的不同樣品突光粉，它們主要的中心發(fā)光波長約為615nm的紅色發(fā)光波段，適用于紫外光為激發(fā)光源的白光LED。圖2中，曲線(1)、(2)、(3)、(4)分別是按實施例
1、2、3和4技術方案制備的熒光粉樣品的發(fā)射光譜曲線，由圖2可以看出，隨著三價銪離子濃度的能大，熒光粉的發(fā)光強度逐漸增強，當X = 0.01，發(fā)光強度基本達到最強，繼續(xù)增大三價銪離子Eu3+的濃度，發(fā)光強度保持微弱的減小，這是濃度猝滅的結果
[0045]參見附圖3，它是本發(fā)明制備的熒光粉樣品摻雜不同濃度Eu3+的發(fā)光強度圖，可以更清晰的看到附圖2的強度變化。
【權利要求】
1.一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉，其特征在于:其組成成分由下述化學式表示:Na3Al2(H) (PO4) 3:2xEu3+, x 取值范圍為 0.001 ~0.06。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種銪離子Eu3+激活磷酸鹽紅色熒光粉的制備方法，其特征在于包括以下步驟: ①根據(jù)化學通式Na3Al2(1_x)(PO4) 3: 2xEu3+分別計算，稱取反應試劑Eu (NO3) 3，A.R.，A.R.表示分析純，Al2 (NO3)2, A.R.，NaNO3, A.R.，NH4H2 (PO4)，A.R.，NH4 (NO3), A.R.； ②用去離子水溶解步驟①稱取的Al2(NO3)2^NaNO3以及NH4H2 (PO4)，并加入助溶劑，得到含有相應離子的混合溶液； ③將Eu(NO3) 3離子溶液和上述步驟②所得到的溶液相混合，并且攪拌約30分鐘； ④向上述步驟③所得到的含有稀土金屬離子的混合溶液，然后在其中添加尿素，攪拌30分鐘，得到混有尿素的混合溶液，將混合溶液置于坩堝中；將坩堝置于的馬弗爐中，升溫至550-650°C，得到白色疏松多孔的前驅體； ⑤將上述步驟④中得到的白色疏松多孔的前驅體，在900°C左右溫度下進行熱處理2~8小時，得磷酸鹽紅色熒光粉。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉的制備方法，其特征在于:步驟⑤中燒結溫度升高的速率為10°c /min。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉的制備方法，其特征在于:熒光粉中心粒徑為0.1~0.5微米。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉的制備方法，其特征在于:步驟②中所述的助溶劑為NH4(NO3)。
【文檔編號】C09K11/70GK103694999SQ201410012061
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權日:2014年1月7日
【發(fā)明者】魏健, 沈常宇, 劉樺楠, 路艷芳, 陳德寶, 金尚忠 申請人:中國計量學院
【專利摘要】本發(fā)明屬于稀土發(fā)光材料【技術領域】，涉及一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉及制備方法。所述的紅色熒光粉是摻入稀土離子Eu3+的磷酸鋁鈉鹽，其化學組成成分可由下述化學式表示：Na3Al2(1-x)(PO4)3:2xEu3+，其中0.001≤x≤0.06，Na3Al2(1-x)(PO4)3是基質，Eu3+是摻入的稀土離子。本發(fā)明通過燃燒法合成所述磷酸鹽紅色色熒光粉Na3Al2(1-x)(PO4)3:2xEu3+，在近紫外光的激發(fā)下，激發(fā)波長為220～300nm范圍內具有很強的吸收，發(fā)射出主峰位于575～625nm范圍內，并且其發(fā)光效率高、化學性質穩(wěn)定，為橙紅波段，可用于高顯色性白光LED，其制備方法簡單，易于操作，節(jié)能省時，在固體照明領域具有極好的應用前景。
【專利說明】一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉及其制備方法，特別涉及一種在近紫外光激發(fā)下發(fā)射紅色熒光的熒光粉，它可應用于紫外-近紫外型白光LED中，屬于熒光材料【技術領域】。
【背景技術】
[0002]白光發(fā)光二極管(LED)被稱為第四代照明光源，作為新一代的固體光源，除了克服傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈存在的能耗高、易碎、污染等缺點外，還具有體積小、環(huán)保、反應速度快、壽命長、可平面封裝、發(fā)光強度高、高效、節(jié)能、耐振動、低電壓驅動、以及不會造成環(huán)境污染等有優(yōu)點。因此在顯示、背景光源、信號燈、照明等領域有廣泛的應用。特別是近年來，隨著藍色、紫色以及紫外LED的迅速發(fā)展，使得白光LED在照明領域有非常大的應用前景，被公認為目前替代熒光燈和白熾燈的綠色照明光源。
[0003]目前，獲得白光LED的形式主要有兩種:一種是將紅、綠、藍三種LED芯片組合產生白光；另一種是使用紫外光、近紫外光或者藍光LED芯片加黃色熒光粉，二者發(fā)出的光混合形成白光，其中GaN基芯片所發(fā)射的藍光激發(fā)YAG:Ce3+熒光粉發(fā)展最為迅速，已經實現(xiàn)市場化應用。這種方法是目前應用最多也是最成熟的，但是缺點十分明顯，主要原因是藍色芯片和黃光二基色復合形成的白光，缺少了紅色的成分，所以顯色指數(shù)偏低。當前商業(yè)用于GaN基紫外或藍光芯片的紅色熒光粉是Y202S:Eu3+，然而該紅色熒光粉在近紫外到藍光范圍不能有效的吸收，其發(fā)光強度只有藍色熒光粉和綠色熒光粉強度的八分之一。此外在近紫外或藍光激發(fā)下紅色熒光粉Y2O2S: Eu3+化學性能不穩(wěn)定，硫化物易分解。紅色熒光粉這些不足已經成為了提高白光LED發(fā)展的瓶頸。因此開發(fā)能夠被近紫外光有效激發(fā)的白光LED用紅色熒光粉成為當前研究的熱點和迫切的任務。
[0004]磷酸鹽是一種傳統(tǒng) 的熒光粉基質材料，它具有高穩(wěn)定性能，原料成本低廉和制備工藝簡單等優(yōu)點，磷酸鹽熒光粉是性能優(yōu)良的熒光粉之一。因此，使用磷酸根為基質原料，開發(fā)新型的的磷酸根基紅色熒光粉成為國內外研究的熱點。但目前制備磷酸鋁鈉鹽紅色熒光粉的材料很少報道。
[0005]此外，不同的制備方法導致熒光材料具有不同的性能，從而會對熒光材料的發(fā)光性能產生明顯的影響。例如，采用高溫固相合成法合成的磷酸鹽體系的熒光材料，其反應溫度高、制備時間長、對實驗設備要求較高，由于在高溫下反應易產生團聚作用，得到的產物粒徑大，需要球磨，會嚴重影響熒光材料的發(fā)光亮度和性能。而共沉淀法要求各組分具有相同或相近的水解、沉淀條件，條件不易控制且產量低，粉體的發(fā)光強度和效率較低。因此，選擇合適的制備熒光材料的方法也是本【技術領域】中急需解決的問題。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明所要解決的技術的問題是，該紅色熒光粉在近紫外光的激發(fā)下，在220~300nm范圍內具有強的吸收，其激發(fā)的發(fā)射出主峰位于575~625nm范圍內。[0007]進一步地，本發(fā)明所要解決的另一技術問題是，提供一種上述紅色熒光粉的新型制備方法。該方法簡單易于操作，反應時間短、燒結溫度低、且制備的熒光粉發(fā)光強度高、化學性質穩(wěn)定，粉末顆粒分布均勻、粒徑小等。
[0008]本發(fā)明進行深入、詳細地研究，通過控制化學組成、原料配比等因素，解決了上述的技術問題。具體方案如下:
[0009]本發(fā)明提供的一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉及其制備方法，其化學組成成分可由下述化學式表示=Na3Al2(1_x) (PO4) 3:2xEu3+，其中 0.001 ≤ x ≤ 0.06，Na3Al2(1_x) (PO4)3 是基質，Eu3+是摻入的稀土離子。包括以下步驟:
[0010]①根據(jù)化學通式Na3Al2(1_x) (PO4) 3:2xEu3+分別計算，稱取反應試劑Eu (NO3) 3，A.R.，A.R.表示分析純，Al2 (NO3)2, A.R.，NaNO3, A.R.，NH4H2 (PO4)，A.R.，NH4 (NO3), A.R.；
[0011]②用去離子水溶解步驟①稱取的Al2 (NO3)2^NaNO3以及NH4H2 (PO4)，并加入助溶劑，得到含有相應離子的混合溶液；
[0012]③將Eu(NO3)3離子溶液和上述步驟②所得到的溶液相混合，并且攪拌約30分鐘；
[0013]④向上述步驟③所得到的含有稀土金屬離子的混合溶液，然后在其中添加尿素，攪拌30分鐘，得到混有尿素的混合溶液，將混合溶液置于坩堝中；將坩堝置于的馬弗爐中，升溫至550-650°C，得到白色疏松多孔的前驅體；
[0014]⑤將上述步驟④中得到的白色疏松多孔的前驅體，在900°C左右溫度下進行熱處理2~8小時，得磷酸鹽紅色熒光粉。
[0015]所述的一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉的制備方法，其特征在于:步驟⑤中燒結溫度升高的速率為10°c /min。
[0016]所述的一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉的制備方法，其特征在于:熒光粉中心粒徑為0.1~0.5微米。
[0017]所述的一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉的制備方法，其特征在于:步驟②中所述的助溶劑為NH4(NO3)。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案優(yōu)點在于:
[0020]1、本發(fā)明技術方案提供的基質材料，很容易實現(xiàn)三價稀土離子的還原，而且三價稀土離子在該基質中可以穩(wěn)定存在，不易潮解。
[0021]2、本發(fā)明技術方案中的磷酸鹽 Na3Al2(1_x)(P04)3:2xEu3+(其中 0.001 ^ x ^ 0.05)紅色熒光材料有比較寬的激發(fā)區(qū)域，激發(fā)主峰在243nm，在近紫外光激發(fā)下發(fā)射出的主峰為615nm的紅光。
[0022]3、與商用的紅色熒光粉相比，本發(fā)明基質材料的制備過程簡單，產物易得，無廢水廢氣排放，綠色環(huán)保，適合連續(xù)化生產。
[0023]4、本發(fā)明獲得的熒光粉在近紫外激發(fā)下發(fā)射很強的紅色光，具有良好的熱穩(wěn)定性，顯色性和粒度，它可以較好地滿足于近紫外白光LED的應用。同時本發(fā)明提供了該熒光粉的制備方法，其步驟簡單，易于操作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1本發(fā)明制備的熒光粉樣品在監(jiān)測波長為615nm得到的激發(fā)光譜圖。[0025]圖2本發(fā)明制備的熒光粉樣品在近紫外243nm激發(fā)下?lián)诫s不同濃度Eu3+的發(fā)光光譜圖。
[0026]圖3本發(fā)明制備的熒光粉樣品摻雜不同濃度Eu3+的發(fā)光強度圖。
【具體實施方式】
[0027]下面詳細描述本發(fā)明的各種優(yōu)選實施方案。但是，本發(fā)明并不限于這些具體優(yōu)選的實施方案。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，本發(fā)明一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉，其化學組成成分可由下述化學式表示:Na3Al2(1_x) (PO4) 3:2xEu3+，其中 0.001 ^ x ^ 0.05，Na3Al2(1_x)(PO4)3是基質，Eu3+是摻入的稀土離子。進一步地，摻雜稀土金屬銪離子的量X可以是
0.002、0.005,0.01,0.02o 所述的磷酸鹽紅色熒光粉組成為 Nb3AIl 996 (PO4)3:0.004Eu3+,Na3Al1 99 (PO4) 3:0.01Eu3+, Na3Al1 98(PO4)3:0.C^Eu3+Na3Alh96 (PO4)3:0.04Eu3+。
[0029]下面將參照【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的具體實施方案。對于本領域的普通技術人員來說顯而易見的是:在不背離本發(fā)明的實質和范圍的情況下，可以從中進行各種改進和變化。因而，本發(fā)明涵蓋處于所附權利要求及其等同物的范圍之內的本發(fā)明的改進和變化。
[0030]實施實例I:Na3AlL 996 (P04) 3: 0.004Eu3+ 的制備
[0031 ] 首先，按化學式Na3Al2(1_x) (PO4) 3: 2xEu3+的化學計量比稱取反應原料Eu (NO3) 3、Al2(NO3)2、NaNO3、NH4 H2(PO4)的摩爾比為0.004: 0.998: 3: 3 ;然后用去離子水溶解上述稱取的Al2 (NO3) 2、NaNO3以及NH4H2 (PO4)，并加入助溶劑，得到含有相應離子的混合溶液；
[0032]將Eu (NO3) 3溶液和混合離子溶液相混合，并且電磁攪拌5分鐘；然后添加尿素，繼續(xù)電攪拌約5分鐘，得到含稀土金屬銪離子的混合溶液。將含稀土金屬銪離子的混合溶液倒入坩堝中；將坩堝置于550~650°C的馬弗爐中，得到白色疏松多孔的前驅體；將前驅體在900°C左右的溫度下進行熱處理2~4小時，得到所述的磷酸鹽紅色熒光粉。
[0033]實施實例2 =Na3Al1.99 (PO4)3:0.01Eu3+ 的制備
[0034]首先，按化學式Na3Al2(1_x) (PO4) 3: 2xEu3+的化學計量比稱取反應原料Eu (NO3) 3、Al2(NO3)2'NaNO3'NH4H2 (PO4)的摩爾比為0.01: 0.995: 3: 3 ;然后用去離子水溶解上述稱取的Al2 (NO3) 2、NaNO3^以及NH4H2 (PO4)，并加入助溶劑，得到含有相應離子的混合溶液；
[0035]將Eu (NO3) 3溶液和混合離子溶液相混合，并且電磁攪拌5分鐘；然后添加尿素，繼續(xù)電攪拌約5分鐘，得到含稀土金屬銪離子的混合溶液。將含稀土金屬銪離子的混合溶液倒入坩堝中；將坩堝置于550~650°C的馬弗爐中，得到白色疏松多孔的前驅體；將前驅體在900°C左右的溫度下進行熱處理2~4小時，得到所述的磷酸鹽紅色熒光粉。
[0036]實施實例3 =Na3Al1.98 (PO4)3:0.02Eu3+ 的制備
[0037]首先，按化學式Na3Al2(1_x) (PO4) 3: 2xEu3+的化學計量比稱取反應原料Eu (NO3) 3、Al2(NO3)2、NaNO3、NH4H2(PO4)的摩爾比為0.02: 0.99: 3: 3 ;然后用去離子水溶解上述稱取的Al2 (NO3) 2、NaNO3^以及NH4H2 (PO4)，并加入助溶劑，得到含有相應離子的混合溶液；
[0038]將Eu (NO3) 3溶液和混合離子溶液相混合，并且電磁攪拌5分鐘；然后添加尿素，繼續(xù)電攪拌約5分鐘，得到含稀土金屬銪離子的混合溶液。將含稀土金屬銪離子的混合溶液倒入坩堝中；將坩堝置于550~650°C的馬弗爐中，得到白色疏松多孔的前驅體；將前驅體在900°C左右的溫度下進行熱處理2~4小時，得到所述的磷酸鹽紅色熒光粉。[0039]參見附圖1它是本發(fā)明制備的熒光材料樣品在監(jiān)測波長為482nm得到的紫外與近紫外區(qū)域的激發(fā)光譜圖。
[0040]實施實例4:Na3AlL96(P04) 3: 0.04Eu3+ 的制備
[0041 ] 首先，按化學式Na3Al2(1_x) (PO4) 3: 2xEu3+的化學計量比稱取反應原料Eu (NO3) 3、Al2(NO3)2、NaNO3、NH4H2(PO4)的摩爾比為0.04: 0.98: 3: 3 ;然后用去離子水溶解上述稱取的Al2 (NO3) 2、NaNO3^以及NH4H2 (PO4)，并加入助溶劑，得到含有相應離子的混合溶液；
[0042]將Eu (NO3) 3溶液和混合離子溶液相混合，并且電磁攪拌5分鐘；然后添加尿素，繼續(xù)電攪拌約5分鐘，得到含稀土金屬銪離子的混合溶液。將含稀土金屬銪離子的混合溶液倒入坩堝中；將坩堝置于550~650°C的馬弗爐中，得到白色疏松多孔的前驅體；將前驅體在900°C左右的溫度下進行熱處理2~4小時，得到所述的磷酸鹽紅色熒光粉。
[0043]參見附圖1，它是本發(fā)明制備的熒光粉樣品在監(jiān)測波長為615nm得到的紫外與近紫外區(qū)域的激發(fā)光譜圖。
[0044]參見附圖2，它是本發(fā)明實施例1、2、3和4制備的不同濃度的三價銪離子Eu3+在Na3Al2(1_x) (P04)3:2xEu3+熒光粉中以紫外光243nm激發(fā)得到的發(fā)光光譜圖。由圖2可以看到，本發(fā)明各實施提供的不同樣品突光粉，它們主要的中心發(fā)光波長約為615nm的紅色發(fā)光波段，適用于紫外光為激發(fā)光源的白光LED。圖2中，曲線(1)、(2)、(3)、(4)分別是按實施例
1、2、3和4技術方案制備的熒光粉樣品的發(fā)射光譜曲線，由圖2可以看出，隨著三價銪離子濃度的能大，熒光粉的發(fā)光強度逐漸增強，當X = 0.01，發(fā)光強度基本達到最強，繼續(xù)增大三價銪離子Eu3+的濃度，發(fā)光強度保持微弱的減小，這是濃度猝滅的結果
[0045]參見附圖3，它是本發(fā)明制備的熒光粉樣品摻雜不同濃度Eu3+的發(fā)光強度圖，可以更清晰的看到附圖2的強度變化。
【權利要求】
1.一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉，其特征在于:其組成成分由下述化學式表示:Na3Al2(H) (PO4) 3:2xEu3+, x 取值范圍為 0.001 ~0.06。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種銪離子Eu3+激活磷酸鹽紅色熒光粉的制備方法，其特征在于包括以下步驟: ①根據(jù)化學通式Na3Al2(1_x)(PO4) 3: 2xEu3+分別計算，稱取反應試劑Eu (NO3) 3，A.R.，A.R.表示分析純，Al2 (NO3)2, A.R.，NaNO3, A.R.，NH4H2 (PO4)，A.R.，NH4 (NO3), A.R.； ②用去離子水溶解步驟①稱取的Al2(NO3)2^NaNO3以及NH4H2 (PO4)，并加入助溶劑，得到含有相應離子的混合溶液； ③將Eu(NO3) 3離子溶液和上述步驟②所得到的溶液相混合，并且攪拌約30分鐘； ④向上述步驟③所得到的含有稀土金屬離子的混合溶液，然后在其中添加尿素，攪拌30分鐘，得到混有尿素的混合溶液，將混合溶液置于坩堝中；將坩堝置于的馬弗爐中，升溫至550-650°C，得到白色疏松多孔的前驅體； ⑤將上述步驟④中得到的白色疏松多孔的前驅體，在900°C左右溫度下進行熱處理2~8小時，得磷酸鹽紅色熒光粉。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉的制備方法，其特征在于:步驟⑤中燒結溫度升高的速率為10°c /min。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉的制備方法，其特征在于:熒光粉中心粒徑為0.1~0.5微米。
5.根據(jù)權利要求2所述的一種銪離子激活磷酸鹽紅色熒光粉的制備方法，其特征在于:步驟②中所述的助溶劑為NH4(NO3)。
【文檔編號】C09K11/70GK103694999SQ201410012061
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權日:2014年1月7日
【發(fā)明者】魏健, 沈常宇, 劉樺楠, 路艷芳, 陳德寶, 金尚忠 申請人:中國計量學院
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