[發明專利]一種CaSi2O2N2:Eu2+熒光納米纖維的制備方法

無效

• 申請號: 201110211048.3
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102358963A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 王宏志;谷鋆鑫;李耀剛;張青紅
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01F9/10
• 分類號: D01F9/10;D01D1/02;D01D5/00;D01D10/02;C09K11/59;H01L33/50
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于熒光納米纖維的制備領域，特別涉及一種CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺熒光納米纖維的制 備方法。

背景技術

1997年，日本日亞公司利用藍光LED芯片，配合黃色YAG:Ce熒光粉合成了第一支白光 LED，開始了半導體照明時代。

光致發光材料(即熒光材料)技術是白光LED中的關鍵性技術之一，直接決定著白光LED 照明器件的色溫、顯色指數、發光效率和使用壽命等指標。目前廣泛使用的YAG:Ce熒光粉， 由于受氧化物基體的限制，顯色指數較低，熱穩定性差，色溫偏高，難以適應照明領域日益 增長的需求。為了解決這一問題，熱穩定性優異，高顯色指數的氧氮化物熒光粉受到了廣泛 的關注。如申請人在《發光學報》Vol.29(2008)pp.689-694報道的CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺熒光粉就 是其中性能較為優異的一種。隨后申請人在Mater.Lett.Vol.63(2009)pp.1448-1450報道了 Eu²⁺，Y³⁺共摻雜提高CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺熒光粉的發光強度，并且配合460nm?LED芯片得到顯色 指數為82的白光。

除了成分之外，熒光粉的形貌對其發光性能也有很大影響。申請人在J.Electrochem.Soc. Vol.157(2010)pp.B388-B391報道了多孔球形CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺熒光粉的制備。球形的熒光粉體 一方面可以減小激發光的損失，另一方面有利于實現粉體的緊密堆積，有利于提高光色均勻 性。另外，一維納米結構同樣可以賦予熒光粉特別的性能，例如熒光納米纖維可以形成均勻 的網絡結構，在保持高透過率的同時還有助于發光效率的提高。然而如何調控氧氮化物熒光 粉的形貌，制備熒光納米纖維仍是一個重大挑戰。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺熒光納米纖維的制備方法，該方 法與CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺熒光粉固相法相比，反應溫度更低，反應時間更短。

本發明的一種CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺熒光納米纖維的制備方法，包括：

(1)將摩爾比為20～30∶1的硝酸鈣和硝酸銪溶于醇水混合溶劑中，在攪拌下加入與硝酸鈣摩 爾比為2～3∶1的正硅酸四乙酯，攪拌0.5～2h后加入聚乙烯吡咯烷酮，繼續攪拌0.5-2h，最終 得到均勻透明的紡絲液；

(2)將上述紡絲液灌入針筒，經0.5-4h的靜電紡絲后，在接收鋁箔上收集到一層均勻的白色 纖維；

(3)將上述白色纖維放入高溫管式氣氛爐內，通入N₂/O₂混合氣，先升溫至600℃，保溫2-3 h，之后將氣氛換為NH₃，升溫至1250～1350℃，保溫2-4h，最后隨爐降溫得CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺熒 光納米纖維。

所述步驟(1)中的醇水混合溶劑中醇和水的體積比為8.5～9.5∶0.5～1.5。

所述步驟(1)中的紡絲液中，硝酸鈣的濃度為0.07～0.10M，硝酸銪的濃度為 3.5×10^-3～5.0×10^-3M，正硅酸四乙酯的濃度為0.14-0.20M。

所述步驟(1)中的聚乙烯吡咯烷酮加入量為占醇水混合溶劑的8-10wt％， M_w＝40000～1300000。

所述步驟(2)中的靜電紡絲具體參數為：電壓8-12kV，紡絲針頭與接收鋁箔之間的距 離15-20cm，蠕動泵的推速8-20μl/min。