[發明專利]一種光色可調尖晶石熒光粉及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910975985.2
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110804438B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 陳旖勃;陳金泉;梁錦輝;何槿;劉兆清
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: C09K11/64
• 分類號: C09K11/64;F21K9/00;G01K11/20;G01K11/32
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 林德強

本發明公開了一種光色可調尖晶石熒光粉及其制備方法和應用。本發明的尖晶石熒光粉的化學表達式為ZnAl_2?xO₄:xMn，0x0.005，且該熒光粉在制備過程中添加了用于調節Mn²⁺和Mn⁴⁺相對含量的Li基電荷調節劑。本發明的光色可調尖晶石熒光粉的制備方法包括以下步驟：按照Zn、Al和Mn的摩爾比稱取ZnO、Al₂O₃和MnCO₃，再加入Li基電荷調節劑，充分研磨均勻，再進行焙燒。本發明的尖晶石熒光粉的光色可以在范圍內調節，進而可以滿足各種類型的光源需求，且其制備工藝簡單、成本低廉、環境友好，可以廣泛應用于LED照明和顯示、熒光溫度傳感等多個方面。

技術領域

本發明涉及一種光色可調尖晶石熒光粉及其制備方法和應用，屬于發光材料技術領域。

背景技術

熒光材料是一種光致發光材料，廣泛應用于照明、染料、增白劑、涂料、化學分析、太陽能電池、防偽、激光等領域，尤其是在照明領域(LED顯示、照明光源)發揮著至關重要的作用。

白光LED是一種將電能轉換為白光的固態半導體器件，具有效率高、體積小、壽命長、安全、節能、環保等諸多優點，是繼白熾燈、熒光燈、高壓氣體放電燈之后的第四代照明光源，必將成為未來照明市場上的主流產品。熒光粉的光譜、穩定性、量子效率等直接關系到白光LED的顯色指數、使用壽命和應用范圍。所以，實現熒光粉的光色調節具有十分重要的意義。

過渡金屬離子Mn²⁺和Mn⁴⁺是優良的發光激活離子，其光效高、成本低、儲量可觀，具有巨大的發展潛力。目前在針對ZnAl₂O₄尖晶石體系的研究中，由于Mn⁴⁺的自還原現象，最終產物往往為發綠光的尖晶石熒光粉ZnAl₂O₄:Mn²⁺，極難得到Mn⁴⁺激活的發紅光的尖晶石熒光粉，更別說實現光色調節。

因此，有必要開發一種光色可調的尖晶石熒光粉，用以滿足各種類型的光源需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光色可調尖晶石熒光粉及其制備方法和應用。

本發明所采取的技術方案是：

一種光色可調尖晶石熒光粉，其化學表達式為ZnAl_2-xO₄:xMn，0x0.005，且該熒光粉在制備過程中添加了用于調節Mn²⁺和Mn⁴⁺相對含量的Li基電荷調節劑。

優選的，一種光色可調尖晶石熒光粉，其化學表達式為ZnAl_1.998O₄:0.002Mn，且該熒光粉在制備過程中添加了用于調節Mn²⁺和Mn⁴⁺相對含量的Li基電荷調節劑。

優選的，所述Li基電荷調節劑為Li₂CO₃、LiF中的至少一種。

上述光色可調尖晶石熒光粉的制備方法包括以下步驟：按照Zn、Al和Mn的摩爾比稱取ZnO、Al₂O₃和MnCO₃，再加入Li基電荷調節劑，充分研磨均勻，再進行焙燒，得到光色可調尖晶石熒光粉。

優選的，所述Li基電荷調節劑的添加量為ZnO、Al₂O₃和MnCO₃總質量的0～20％。

優選的，所述焙燒的溫度為1200～1800℃，焙燒時間為3～7h。

進一步優選的，所述焙燒的溫度為1500℃，焙燒時間為5h。