[發明專利]一種Mn4+

有效

• 申請號: 201710466127.6
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107267146B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 唐惠東;楊蓉
• 申請（專利權）人: 常州工程職業技術學院
• 主分類號: C09K11/67
• 分類號: C09K11/67;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

本發明公開了一種Mn⁴⁺離子摻雜的鈦鋁酸鹽紅色納米熒光粉及其制備方法，鈦鋁酸鹽紅色納米熒光粉的化學式為：Li₄Mn_xAl_1?xTi₇O₁₆，x為Mn⁴⁺摻雜的摩爾比，0.003≤x≤0.025。本發明制備得到的材料采用濕化學合成法制得，在紫外、近紫外或藍光等激發光源激發時，能發射波長范圍在620～750納米的紅色熒光，激發光譜范圍較寬，且在355納米處有強吸收，與商業紫外?藍光芯片完美吻合。生產成本低，是一種發光性能好的紅色熒光材料，可應用于制造紫外?藍光激發的白光LED熒光粉。

技術領域

本發明涉及固體熒光材料領域，尤其是涉及一種Mn⁴⁺摻雜的鈦鋁酸鹽紅色納米熒光粉材料及其制備方法。

背景技術

世界人口和工業化的迅速增長導致能源消耗的加快，大量碳排放導致全球變暖和異常的氣候變化。越來越多的國家已經意識到了這一點，正在尋找新的清潔持久的能源和節能技術。白光LED已經被公認為是具有高性能和長期穩定性的高效技術之一。目前，商業化的白光 LED是將黃色熒光粉YAG：Ce³⁺分散在硅樹脂或環氧樹脂中，然后涂覆在藍光InGaN芯片上，通過熒光粉發出的黃光與芯片發出的藍光混合形成白光。然而，在實際應用中，這種技術仍然存在缺陷，一個最大的問題就是紅色組分的缺失導致了顯色指數(CRI)低、相關色溫(CCT) 高。另外，有機粘合劑的熱穩定性和導熱性差，在長期熱輻射下將導致熒光粉的發光衰減和顏色偏移。為了避免上述缺點，迫切需要開發新型的發光性能好的紅色熒光粉，并且尋找能夠容納熒光粉的最佳無機材料也是至關重要的。

近幾年，稀土離子摻雜的紅色熒光粉被廣泛地報道。但是稀土離子的可用性預計在不久的將來將會受到極大的限制。在稀土離子摻雜的紅色熒光粉中，四價錳有希望成為稀土離子激活劑的替代品，并且還可以最大限度地降低器件的制造成本。Mn⁴⁺摻雜的紅發光材料被廣泛應用于各種領域中，例如照明、全息記錄、熱釋光劑量測定、生物體標記。此外，Mn⁴⁺發射出的深紅色光可以改善白光發光二極管的顯色指數。

Mn⁴⁺具有3d³電子結構，電子位于外軌道中，這就導致了它的發光性能很大程度上受到基質的影響。對于Mn⁴⁺來說，氟化物是比較適合的基質，國內外很多研究者已經報道了Mn⁴⁺摻雜的氟化物紅色熒光粉，但是這類熒光粉在潮濕的環境下不能穩定的存在，此外，合成過程中所需的氫氟酸溶液對環境是有害的。相對來說，氧化物基質具有良好的化學穩定性，制備過程簡單，環境友好。

中國專利CN201310229779.X報道了一種二基色白光LED用氟鈦鹽紅光材料及其制備方法；中國專利CN201610002672.5報道了一種四價錳離子摻雜鈮酸鎂鋰紅色熒光材料及其制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可以實現在紫外、近紫外或藍光等激發光源激發時，能發射紅色熒光的Mn⁴⁺離子摻雜的鈦鋁酸鹽紅色納米熒光粉及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種Mn⁴⁺離子摻雜的鈦鋁酸鹽紅色納米熒光粉，所述鈦鋁酸鹽紅色納米熒光粉的化學式為：Li₄Mn_xAl_1-xTi₇O₁₆，x為Mn⁴⁺摻雜的摩爾比，0.003≤x≤0.025。

進一步的，熒光粉在紫外、近紫外或藍光激發下，發射出主波長為674納米的紅色熒光。

一種Mn⁴⁺離子摻雜的鈦鋁酸鹽紅色納米熒光粉的制備方法，采用濕化學合成法，包括以下步驟：