[發明專利]一種以碳酸鈣為單一基質的白光熒光粉及其制備方法

有效

• 申請號: 201210376835.8
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102911663A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 陳愛民;李超群;段瑩;胡軍
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C09K11/65
• 分類號: C09K11/65
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

（一）技術領域

本發明屬于發光材料領域，具體提供一種以碳酸鈣為單一基質白光熒光粉及其制備方法。

（二）技術背景

隨著人們節能環保意識的提高，高效白光熒光粉的市場需求日益旺盛。目前實現白光LED的方式主要有芯片組合型和熒光體光轉化型，但都存在比較嚴重的缺陷。芯片組合型的缺點在于其成本較高、工藝較差。熒光體光轉化型一般包括兩種，第一種是通過熒光體的黃色熒光和LED的藍光混合而成，但器件的發光顏色隨驅動電壓和熒光體涂層厚度的變化而變化，色彩還原性差，顯色指數低。第二種是采用近紫外光InGaN管芯激發三基色熒光體實現白光LED。缺點在于熒光體混合物之間存在顏色再吸收和配比調控問題，流明效率和色彩還原性都受到較大影響。單一基質白光熒光粉能在一定程度上克服以上幾種白光熒光體的不足，提高了流明效率和顯色指數；同時其封裝工藝較為簡單。因此開發適合紫外激發的高效單一基質白光熒光粉將是新一代白光LED照明的研究熱點，具有廣闊的經濟前景。

目前，合成紫外激發的單一基質白光熒光粉的方法普遍存在能耗較大，條件較苛刻等問題。如專利?CN?102031109A?應用高溫固相法合成單一基質的LiCa₃SrMgV₃O₁₂:Eu³⁺近紫外激發的白光熒光粉,其燒結溫度需要700~1000℃；專利?CN?101974334?A?應用共沉淀法合成單相稀土釩磷鹽白光熒光粉，其燒結溫度需要700~1200℃；專利?CN?101173171?A?應用溶膠凝膠法合成紫外光激發的單一相白光熒光粉，其空氣氣氛下燃燒溫度需要900℃。因此，尋找簡單、節能的合成方法具有重大意義。而碳酸鈣由于其成本低、合成工藝簡單節能，化學和物理性質穩定等優點在作為一種發光基質上被科研研究者開始關注。以碳酸鈣為基質的紅色、藍色熒光粉已有報道，如康明等在人工晶體學報中發表的《CaCO₃基質紅色熒光粉的合成及其光譜性能分析》一文中提到了碳酸鈣紅粉的合成及其優良的發光性能，但是至今還未見有以碳酸鈣為單一基質的白光熒光粉的報道。

（三）發明內容

本發明的目的是提供一種以碳酸鈣為單一基質白光熒光粉。這種熒光粉可以在近紫外光下激發得到較高光效的白光。

本發明的另一個目的是提供該種白光熒光粉的制備方法。

本發明所采用的技術方案是：

一種以碳酸鈣為單一基質的白光熒光粉，所述熒光粉的化學表達式為：CaCO₃：xDy：yEu，x，y為摻雜元素Dy、Eu各自的摩爾分數，其中：0<x≤0.1，0≤y≤0.1，并且0≤?y：（x+y）?≤?0.5，優選y：（x+y）=?0.2。

優選的，0.01≤x≤0.04，0≤y≤0.02。

最優選x=0.01，y=0.0025。

本發明還提供所述的以碳酸鈣為單一基質的白光熒光粉的制備方法，所述方法為：配制0.01~1mol/L的鈣鹽水溶液，0.01~1mol/L的鏑鹽水溶液，0.01~1mol/L的銪鹽水溶液，與0.01~10mol/L碳酸鹽水溶液、碳酸氫鹽水溶液或尿素水溶液混合，得到混合液，調pH值為6~7，于10~100℃攪拌2~72h，再于20~120℃下陳化1~72h，離心分離后過濾，濾餅洗滌并干燥即得所述以碳酸鈣為單一基質的白光熒光粉；所述混合液中Ca、Dy、Eu的物質的量之比為1:?x?：y；所述混合液中鈣離子與碳酸鹽離子、碳酸氫根離子或尿素的物質的量之比為1:?1~10，優選1:1~8，最優選1:5。

所述鈣鹽優選為硝酸鈣、氯化鈣或醋酸鈣。

所述碳酸鹽優選為碳酸銨、碳酸鉀或碳酸鈉；所述碳酸氫鹽優選為碳酸氫銨、碳酸氫鉀或碳酸氫鈉。

所述鏑鹽優選為硝酸鏑，所述銪鹽優選為硝酸銪。所述硝酸鏑、硝酸銪可分別通過氧化鏑、氧化銪溶于硝酸制得，這是本領域技術人員公知的方法。

所述鈣鹽水溶液的濃度優選為0.05~1mol/L，更優選為0.3~1mol/L。所述碳酸鹽水溶液、碳酸氫鹽水溶液或尿素水溶液的濃度優選為0.1~8mol/L，更優選為1~6mol/L。

所述的銪鹽水溶液的濃度優選為0.05?mol/L，所述鏑鹽水溶液的濃度優選為0.05?mol/L。

所述混合液，調pH值為6~7，通常用氨水調pH。

本發明所述攪拌的溫度為10~100℃，優選20~100℃，攪拌的時間為2~72h，優選2~48小時，更優選2~24小時。