[發明專利]一種二價錳離子激活熒光粉的制備方法及應用

有效

• 申請號: 201610857004.0
• 申請日: 2016-09-28
• 公開（公告）號: CN106634995B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 武莉;孫少君;張毅
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C09K11/70
• 分類號: C09K11/70;H01L33/50
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王術蘭

本發明提供了一種二價錳離子激活熒光粉的制備方法及應用。本發明方法，以堿金屬碳酸鹽、氧化鋅或氧化鎂、二氧化錳、磷酸二氫銨為原料，按化學計量比稱取后充分研磨，置于馬弗爐中經低溫初次預燒、高溫二次煅燒，利用基質化合物具有的特殊剛性的三維網狀結構在非還原性氣氛下實現四價錳離子到二價錳離子的自還原，并得到無機磷酸鹽紅色和黃色熒光粉；可用于暖白光LED的紅色和黃色熒光粉的應用。本發明方法通過在空氣條件下直接煅燒，實現四價錳離子到二價錳離子的自還原，原料簡單易得，成本低廉，制作工藝簡單，同時制備得到的紅色和黃色熒光粉不會在高溫環境下被氧化，色度坐標不會偏移，是一種利用錳離子自還原得到二價錳激活熒光粉的方法。

技術領域

本發明涉及熒光粉技術領域，具體而言，涉及一種二價錳離子激活熒光粉的制備方法及應用。

背景技術

光致發光是指物體依賴外界光源進行照射，并獲得能量，從而激發發光材料導致發光的現象，紫外光、可見光以及紅外輻射均可以引發光致發光。第四代綠色照明光源LED(光致發光二極管)，就是利用光致發光的原理制成的(徐舒瑢，蘇勉曾，《發光學與發光材料》，化學工業出版社， 2004)。

目前，主要是通過三基色LED混色法以及光轉換法以得到白光LED，其中，光轉換白光LED是現階段國際上白光照明的主流方案，而實現白光轉換的關鍵技術之一就是高效廣轉換材料的合成(X.Q.Piao,T.Horikawa, H.Hanzawa,et al.,Appl.Phys.Lett.88(2007)161908)。

已有現有技術證明二價錳離子可以作為激活離子，從而制備光致發光材料，并能夠發射多種波長的光(參閱文獻：J.C.Zhang,L.Z.Zhao,Y. Z.Long,et al.,Chem.Mater.27(2015)7481)。然而，現有技術中，二價錳離子激活的熒光粉的制備，均需要在還原性氣氛下進行(D. Haranath,S.Mishra,S.Yadav,et al.,Appl.Phys.Lett.101(2012) 221905)。而還原氣氛下制備的熒光粉會在長期使用過程中，由于高溫氧化而導致色度坐標偏移(JongSeong Bae Won and Jung Hyun Jeon,Appl. Phys.B.95(2009)715)。因此，能夠在非還原氣氛下制備出二價錳離子激活的熒光粉，不僅能夠降低制備成本，還能夠進一步提高熒光粉在高溫以及氧化條件下的使用效果。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種二價錳離子激活熒光粉的制備方法，所述方法在非還原氣氛下反應即能夠制得熒光粉，并通過在空氣條件下直接煅燒，實現四價錳離子到二價錳離子的自還原，并得到具有二價錳離子的激活熒光粉，從而解決了現有技術中熒光粉制備必須在還原性氣氛中進行，反應操作復雜且成本高，同時所制得的熒光材料易于高溫氧化等的技術問題。本發明方法具有制備方法便捷，所制得的熒光粉發光性能好、耐高溫氧化優點。

本發明的第二目的在于提供一種由本發明所述方法制備的熒光粉，本發明熒光粉具有發光性能好，且熒光粉不會在高溫環境下被氧化，色度坐標不會偏移等優點。

本發明的第三目的在于提供一種所述的熒光粉的用途，本發明熒光粉具有良好的發光性能，因而能夠作為紅色和黃色熒光粉而用于暖白光LED 光致發光器件中。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

一種二價錳離子激活熒光粉的制備方法，所述方法包括如下步驟：將堿金屬碳酸鹽，氧化鋅或氧化鎂，二氧化錳和磷酸二氫銨混合后加熱并保溫反應；然后，待反應體系冷卻后，將產物研磨均勻，并再次加熱并保溫燒結反應，待反應體系冷卻后，即得所述二價錳離子激活熒光粉；

其中，所述保溫反應以及保溫燒結反應都是在非還原氣氛下進行的。

可選的，本發明中，所述堿金屬碳酸鹽為碳酸鈉或碳酸鋰。