一種近紫外激發的紅色熒光粉及其制備方法與流程

本發明涉及熒光粉，尤其是涉及一種近紫外激發的紅色熒光粉及其制備方法。
背景技術：
：白光LED是繼白熾燈、日光燈和節能燈之后的第四代照明電光源，因其具有綠色環保、壽命超長、高效節能、抗惡劣環境、結構簡單、體積小、質量(g)輕、響應快、工作電壓低及安全性好等特點，被稱為新一代固體照明燈而備受關注迅速進入夜景照明、室內照明、汽車、個人通訊設備等領域。這種新型綠色光源必為新一代的照明光源、對節能、環保、提供人們的生活質量等方面有著廣泛而深遠的意義。目前市場的白光LED是用465nm藍光激發YAG：Ce3+熒光粉發黃光，再將藍光和黃光合成為白光[1,2]。但是這種白光LED發射的光譜中紅色光偏少，色溫偏高，顯色指數較低，偏離人視感曲線，不適合于室內照明。因此，增加白光中的紅光成分意義重大[3]。現在通過近紫外激發紅、綠、藍熒光粉來獲得白光方案變得越來越受到重視，因此開發出高效近紫外激發的紅、綠、藍熒光粉變得尤為重要。太陽能電池在太陽光照下，主要響應光譜區間在可見光區域，在紫外和紅外部分都沒有得到有效的利用，因此制約了晶體硅太陽能電池效率的提高。可以通過下轉換材料，將太陽光中紫外光部分轉換到可見光，提高晶體硅太陽能電池的效率[4]。因此開發出新型高效的下轉換材料，來提高太陽能電池的效率也變得越來越重要。同樣，在農作物生長領域，不同農作物的最佳生長光譜不同，通過熒光粉可以將太陽光中的光譜進行轉換，使紫外光中的紫外成分轉換成植物生長最佳的光譜，以獲得最優的植物生長條件[5]。硼酸鋁鹽熒光粉是基于硼酸鹽基礎上衍生的一種熒光粉，由于其合成溫度低，接受稀土摻雜的能力高，容易被近紫外光激發，是一種很有前景的熒光材料。因此開發新型硼鋁酸鹽熒光粉應用在白光LED領域、下轉換太陽能電池領域以及促進農作物生長農膜方面變得非常有必要。參考文獻：[1]張凱；劉河洲；胡文彬；白光LED的研究進展[J]；材料導報；2005年09期.[2]GeorgBogner,AlexandraDebray,GuentherHeidel,etal.WhiteLED.ProceedingsofSPIEtheInternationalSocietyforOpticalEngineering.1999.[3]謝安,袁曦明,王鳳祥.白光LED用新型高效紅色熒光粉的制備及其發光性能研究[J].中國科學:物理學力學天文學.2011(03).[4]譚軍.納米材料下轉換晶體硅高效太陽能電池研究取得重要進展[J].功能材料信息.2010(Z1).[5]張頌培,李建宇,陳娟,張麗萍.我國農用轉光膜的進展[J].中國塑料.2003(11).技術實現要素：本發明的目的是針對現有技術中發射光譜的紅光成分少而使其顯色指數偏低，不能合成單一白光等問題，提供化學穩定性好、激發效率高的一種近紫外激發的紅色熒光粉及其制備方法。所述近紫外激發的紅色熒光粉的化學通式為Li3-xAlB2O6:xEu3+，其中，Li3AlB2O6硼鋁酸鹽作為發光基質，Eu3+為摻雜的稀土發光中心，0＜x≤0.30。所述近紫外激發的紅色熒光粉的制備方法，包括以下步驟：1)按照化學通式Li3-xAlB2O6:xEu3+的化學計量比稱取原料，碳酸鋰、硼酸、氧化鋁和稀土氧化物研磨混合得到混合物；2)將步驟1)中得到的混合物加熱煅燒，研磨后得到近紫外激發的紅色熒光粉。在步驟1)中，所述稀土氧化物為Eu2O3；所述研磨的粒度可為20～50μm。在步驟2)中，所述加熱煅燒的具體方法可為：將所述混合物移至陶瓷或剛玉坩堝中，放在高溫固相爐中按照設定的溫度程序加熱煅燒，由室溫經過60min升溫至350～400℃預加熱1h，再經過90min升溫至700～800℃，保溫2～8h，隨后降至室溫。本發明制備的近紫外(370～400nm)激發的紅色熒光粉化學穩定性好，激發效率高，熒光粉粒度可為5～20μm，通過篩選控制。空氣濕度控制在48％以下。同時，該熒光粉是一種較好的晶體硅太陽能電池和熒光農膜提供良好的光譜轉換材料。本發明以銪為激活劑的硼鋁酸鋰熒光粉。本發明通過在該基質中摻雜稀土元素Eu3+，可以得到在近紫外激發下，在相應的光譜區域有強烈紅光發射的熒光材料。本發明制備方法簡單，易于操作，無污染，成本低。其可以應用于三基色白光LED熒光粉、下轉換太陽能電池熒光粉以及各種顯示裝置中，還可作為近紫光激發的下轉換熒光材料用于促進農作物生長的農膜。附圖說明圖1為合成的Li3AlB2O6基質的XRD圖及標準卡片。圖2為合成的Li2.93AlB2O6:0.07Eu3+熒光粉的發射光譜圖。具體實例方式以下實施例將結合附圖對本發明做進一步說明。實施例1Li2.97AlB2O6:0.03Eu3+熒光粉取分析純碳酸鋰Li2CO3、氧化鋁Al2O3、硼酸H3BO3和純度≥99.99％的氧化銪Eu2O3為原料按照化學式配比制備，原料配比如表1所示。表1原料Li2CO3Al2O3H3BO3Eu2O3質量(g)0.54860.25490.61830.0264準確稱取以上原料，在瑪瑙坩堝中充分研磨均勻20min，混合均勻后裝入陶瓷坩堝中。將樣品放入高溫固相爐中按照設定的程序，先從室溫經60min升至350℃保溫60min，再經過90min升至730℃保溫3h，煅燒程序結束后，將樣品隨爐冷卻到室溫取出。取出后，再用瑪瑙坩堝研磨成粉末即可Li2.97AlB2O6:0.03Eu3+熒光粉材料。實施例2Li2.95AlB2O6:0.05Eu3+熒光粉取分析純碳酸鋰Li2CO3、氧化鋁Al2O3、硼酸H3BO3和純度≥99.99％的氧化銪Eu2O3為原料按照化學式配比制備，原料配比如表2所示。表2原料Li2CO3Al2O3H3BO3Eu2O3質量(g)0.5450.25490.61830.0440準確稱取以上原料，在瑪瑙坩堝中充分研磨均勻20min，混合均勻后裝入陶瓷坩堝中。將樣品放入高溫固相爐中按照設定的程序，先從室溫經60min升至350℃保溫60min，再經過90min升至730℃保溫3h，煅燒程序結束后，將樣品隨爐冷卻到室溫取出。取出后，再用瑪瑙坩堝研磨成粉末即可Li2.95AlB2O6:0.05Eu3+熒光粉材料。實施例3Li2.93AlB2O6:0.07Eu3+熒光粉取分析純碳酸鋰Li2CO3、氧化鋁Al2O3、硼酸H3BO3和純度≥99.99％的氧化銪Eu2O3為原料按照化學式配比制備，原料配比如表3所示。表3原料Li2CO3Al2O3H3BO3Eu2O3質量(g)0.54130.25490.61830.0616準確稱取以上原料，在瑪瑙坩堝中充分研磨均勻20min，混合均勻后裝入陶瓷坩堝中。將樣品放入高溫固相爐中按照設定的程序，先從室溫經60min升至350℃保溫60min，再經過90min升至730℃保溫3h，煅燒程序結束后，將樣品隨爐冷卻到室溫取出。取出后，再用瑪瑙坩堝研磨成粉末即可Li2.93AlB2O6:0.07Eu3+熒光粉材料。實施例4Li2.91AlB2O6:0.09Eu3+熒光粉取分析純碳酸鋰Li2CO3、氧化鋁Al2O3、硼酸H3BO3和純度≥99.99％的氧化銪Eu2O3為原料按照化學式配比制備，原料配比如表4所示。表4原料Li2CO3Al2O3H3BO3Eu2O3質量(g)0.53760.25490.61830.0792準確稱取以上原料，在瑪瑙坩堝中充分研磨均勻20min，混合均勻后裝入陶瓷坩堝中。將樣品放入高溫固相爐中按照設定的程序，先從室溫經60min升至350℃保溫60min，再經過90min升至730℃保溫3h，煅燒程序結束后，將樣品隨爐冷卻到室溫取出。取出后，再用瑪瑙坩堝研磨成粉末即可Li2.91AlB2O6:0.09Eu3+熒光粉材料。實施例5Li2.89AlB2O6:0.11Eu3+熒光粉取分析純碳酸鋰Li2CO3、氧化鋁Al2O3、硼酸H3BO3和純度≥99.99％的氧化銪Eu2O3為原料按照化學式配比制備，原料配比如表5所示。表5原料Li2CO3Al2O3H3BO3Eu2O3質量(g)0.53390.25490.61830.0968準確稱取以上原料，在瑪瑙坩堝中充分研磨均勻20min，混合均勻后裝入陶瓷坩堝中。將樣品放入高溫固相爐中按照設定的程序，先從室溫經60min升至350℃保溫60min，再經過90min升至730℃保溫3h，煅燒程序結束后，將樣品隨爐冷卻到室溫取出。取出后，再用瑪瑙坩堝研磨成粉末即可Li2.89AlB2O6:0.11Eu3+熒光粉材料。合成的Li3AlB2O6基質的XRD圖及標準卡片見圖1，合成的Li2.93AlB2O6:0.07Eu3+熒光粉的發射光譜圖見圖2。當前第1頁1 2 3