本發(fā)明屬于發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種紫外激發(fā)的紅色熒光粉及其制備方法。
背景技術(shù):依靠LED轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)白光主要有以下幾種方式:1)多芯片LED。將RGB三基色LED芯片封裝在一起來產(chǎn)生白光。利用RGB三色LED組合構(gòu)成白光LED的技術(shù)是最高效的,避免了熒光粉發(fā)光轉(zhuǎn)換過程中斯托克斯位移造成的能量損失,可獲得最高的發(fā)光效率,同時(shí)可分開控制3種不同的光色LED的光強(qiáng),實(shí)現(xiàn)全彩變色的效果。但該方法制成的白光LED的各個(gè)光色隨驅(qū)動(dòng)電流和溫度變化不一致,隨時(shí)間的衰減速度也不相同,且其散熱問題也比較突出,生產(chǎn)成本居高不下。2)黃色熒光粉轉(zhuǎn)化LED。目前藍(lán)光GaN芯片+摻雜Ce3+、發(fā)黃光的釔鋁石榴石(Y3Al5O12∶Ce3+,YAG)熒光粉是最常見的二基色熒光粉轉(zhuǎn)換LED。當(dāng)然適當(dāng)?shù)靥砑蛹t色及綠色熒光粉,可以適當(dāng)提高此類白光LED的顯色性。不過,它存在以下缺點(diǎn):藍(lán)光GaN芯片的電光轉(zhuǎn)化效率較低,只有20-30%,其余大部分都會(huì)轉(zhuǎn)換為熱能,當(dāng)散熱條件較差時(shí),太多的熱量導(dǎo)致LED的溫度快速升高,從而使LED出光效率降低;而要快速的散發(fā)這些熱量,則需要LED設(shè)計(jì)者們通過各種散熱方案來解決,這就無形中增加了生產(chǎn)企業(yè)的成本。3)三基色熒光粉轉(zhuǎn)換LED。三基色熒光粉轉(zhuǎn)換LED可以在較高發(fā)光效率的前提下,有效地提升LED的顯色性,它具有較高的光視效能和顯色指數(shù)。三基色白光LED實(shí)現(xiàn)的常用方法是,利用紫外(UV)LED(常見紫外LED芯片的發(fā)光波長范圍在330nm~395nm之間)激發(fā)一組可被紫外光有效激發(fā)的紅、綠、藍(lán)(RGB)三基色熒光粉。三基色熒光粉轉(zhuǎn)換LED的特點(diǎn)為光譜的可見光部分完全由熒光分產(chǎn)生,光譜純度高,是性能優(yōu)良的照明光源。而且紫外LED芯片具有電光轉(zhuǎn)換效率要高,芯片的發(fā)熱量低等優(yōu)點(diǎn),因此利用紫外LED實(shí)現(xiàn)白光照明是目前產(chǎn)業(yè)界的研究熱點(diǎn)。三基色熒光粉轉(zhuǎn)換LED實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是開發(fā)出適合紫外激發(fā)的、能分別發(fā)出紅光、綠光和藍(lán)光的三基色熒光粉。目前常用的三基色熒光粉分別是以下三種:紅粉:銪激活氧硫化釔,化學(xué)式:Y2O2S:Eu3+。綠粉:鈰、鋱激活鋁酸鎂,化學(xué)式:(Ce,Tb)MgAl11O19。藍(lán)粉:銪激活鋁酸鎂鋇,化學(xué)式:BaMgAl10O17:Eu2+。其中,銪激活氧硫化釔紅粉,Y2O2S:Eu3+,成份中所含稀土Y的價(jià)格相對昂貴,制備過程中要添加對環(huán)境有害的S元素作為原料(ZhengliangWang,PingCheng,PeiHe,F(xiàn)enfenHu,LijunLuoandQiangZhou,NanoscienceandNanotechnologyLetters,Vol.6,No.12,1053-1057,2014),因此Y2O2S:Eu3+并不是十分令人滿意的三基色熒光粉轉(zhuǎn)換LED用紅色熒光粉。所以,非常有必要開發(fā)出一種全新的紫外激發(fā)的紅色熒光粉,這種熒光粉的原料價(jià)格相對低廉,同時(shí)生產(chǎn)過程中不使用對環(huán)境有害的元素。Na6Mo10O33(B.M.Gatehouse,C.E.JenkinsandB.K.Miskin,JournalofSolidStateChemistry,Vol.46,No.3,269-274,1983)和K6Mo10O33(NachiappanArumugam,Eva-MariaPetersandMartinJansen,ZeitschriftfürNaturforschungB.Vol.62,No.1,2007)是一類結(jié)構(gòu)已知的材料。合成此類材料所需原料的價(jià)格相對于合成Y2O2S要低廉許多,且合成Na6Mo10O33和K6Mo10O33的過程中,并不需要添加如合成Y2O2S:Eu3+時(shí)需要添加的、對環(huán)境有害的S元素。至今,Na6Mo10O33和K6Mo10O33此類材料未有明顯的工業(yè)用途。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的之一是提供一種紫外激發(fā)的紅色熒光粉。本發(fā)明的另一目的是提供一種紫外激發(fā)的紅色熒光粉的制備方法。所述紫外激發(fā)的紅色熒光粉的化學(xué)通式如式(I)所示:D6-3xEuxMo10O33(I);其中,0<x<2;所述D為Na、K等中的至少一種。優(yōu)選的,所述x為0.1~1.95。所述紫外激發(fā)的紅色熒光粉的制備方法如下:將D前驅(qū)體、Eu前驅(qū)體與Mo前驅(qū)體混合,進(jìn)行高溫固相反應(yīng),得到化學(xué)通式如式(I)所示的熒光粉;D6-3xEuxMo10O33(I);所述D前驅(qū)體、Eu前驅(qū)體與Mo前驅(qū)體中D、Eu、Mo的摩爾比可為(6-3x)∶x∶10;0<x<2;所述D為Na、K等中的至少一種。所述D前驅(qū)體、Eu前驅(qū)體、Mo前驅(qū)體的純度均不低于99.5%。所述D前驅(qū)體可選自D的碳酸鹽、D的草酸鹽、D的硝酸鹽等中的至少一種;所述Eu前驅(qū)體可選自Eu的碳酸鹽、Eu的氧化物、Eu的草酸鹽、Eu的硝酸鹽等中的至少一種;所述Mo前驅(qū)體可選自Mo的碳酸鹽、Mo的氧化物、Mo的草酸鹽、Mo的硝酸鹽等中的至少一種。所述高溫固相反應(yīng)可采用在壓片后,進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)。所述高溫?zé)Y(jié)的溫度可為450~1000℃,高溫?zé)Y(jié)的時(shí)間可為3~15h。本發(fā)明提供了一種紫外激發(fā)的紅色熒光粉及其制備方法。該熒光粉化學(xué)成分為D6-3xEuxMo10O33,其中,0<x<2;所述D為Na與K等中的至少一種。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是,本發(fā)明對應(yīng)的熒光粉具有全新的化學(xué)組成,不含硫等對環(huán)境有害的物質(zhì);原料價(jià)格相對低廉,以Eu3+為激活劑,熒光粉的激發(fā)帶和紫外芯片能夠很好的匹配,能有效的被其激發(fā)而發(fā)射紅光,從而使該熒光粉可將紫外光轉(zhuǎn)化紅光。附圖說明圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中得到的熒光粉的X射線衍射圖譜;圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中得到的熒光粉的激發(fā)光譜圖;圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中得到的熒光粉的發(fā)射光譜圖;圖4為本發(fā)明實(shí)施例2中得到的熒光粉的激發(fā)光譜圖;圖5為本發(fā)明實(shí)施例2中得到的熒光粉的發(fā)射光譜圖;圖6為本發(fā)明實(shí)施例3中得到的熒光粉的激發(fā)光譜圖;圖7為本發(fā)明實(shí)施例3中得到的熒光粉的發(fā)射光譜圖;圖8為本發(fā)明實(shí)施例4中得到的熒光粉的激發(fā)光譜圖;圖9為本發(fā)明實(shí)施例4中得到的熒光粉的發(fā)射光譜圖;圖10為本發(fā)明實(shí)施例5中得到的熒光粉的激發(fā)光譜圖;圖11為本發(fā)明實(shí)施例5中得到的熒光粉的發(fā)射光譜圖;圖12為本發(fā)明實(shí)施例6中得到的熒光粉的激發(fā)光譜圖;圖13為本發(fā)明實(shí)施例6中得到的熒光粉的發(fā)射光譜圖;圖14為本發(fā)明實(shí)施例7中得到的熒光粉的激發(fā)光譜圖;圖15為本發(fā)明實(shí)施例7中得到的熒光粉的發(fā)射光譜圖。圖16為本發(fā)明實(shí)施例8中得到的熒光粉的激發(fā)光譜圖;圖17為本發(fā)明實(shí)施例8中得到的熒光粉的發(fā)射光譜圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖,對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以做出其他實(shí)施例。本發(fā)明提供了一種紫外激發(fā)的紅色熒光粉,該熒光粉的化學(xué)通式如式(I)所示:D6-3xEuxMo10O33(I);其中,0<x<2,優(yōu)選為0.1~1.95,更優(yōu)選為0.1~0.8,在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中,所述x優(yōu)選為0.1;在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中,所述x優(yōu)選為0.3;在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中,所述x優(yōu)選為0.8;在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中,所述x優(yōu)選為1.8;在本發(fā)明提供的另一些實(shí)施例中,所述x優(yōu)選為1.95;所述D為Na與K等中的至少一種;在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中,所述D優(yōu)選為Na;在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中,所述D優(yōu)選為K;在本發(fā)明提供的另一些實(shí)施例中,所述D優(yōu)選為Na與K。本發(fā)明熒光粉以Eu3+為激活劑,使該熒光粉的激發(fā)帶和紫外芯片能夠很好的匹配,能有效的被其激發(fā)而發(fā)射紅光,從而使該熒光粉可將紫外光轉(zhuǎn)化紅光。本發(fā)明還提供了一種上述熒光粉的制備方法,包括:將D前驅(qū)體、Eu前驅(qū)體與Mo前驅(qū)體混合,進(jìn)行高溫固相反應(yīng),得到熒光粉;所述D前驅(qū)體、Eu前驅(qū)體與Mo前驅(qū)體中D、Eu、Mo的摩爾比為(6-3x)∶x∶10;0<x<2;所述D為Na與K等中的至少一種。其中,所述x與D均同上所述,在此不再贅述。所述D前驅(qū)體為本領(lǐng)域熟知的包含D的化合物即可,并無特殊的限制,本發(fā)明中優(yōu)選為D的碳酸鹽、D的草酸鹽與D的硝酸鹽等中的至少一種,更優(yōu)選為D的碳酸鹽;所述Eu前驅(qū)體為Eu的碳酸鹽、Eu的氧化物、Eu的草酸鹽與Eu的硝酸鹽等中的至少一種,更優(yōu)選為Eu的氧化物;所述Mo前驅(qū)體為Mo的碳酸鹽、Mo的氧化物、Mo的草酸鹽與Mo的硝酸鹽等中的至少一種,更優(yōu)選為Mo的氧化物。所述D前驅(qū)體、Eu前驅(qū)體與Mo前驅(qū)體的純度優(yōu)選各自獨(dú)立地不低于99.5%,純度越高,得到的熒光粉的雜質(zhì)越少。將D前驅(qū)體、Eu前驅(qū)體與Mo前驅(qū)體混合,優(yōu)選采用研磨進(jìn)行混合;混合后,優(yōu)選進(jìn)行壓片,更優(yōu)選干燥后進(jìn)行壓片;所述壓片的壓力優(yōu)選為1~3MPa。壓片后,進(jìn)行高溫?zé)Y(jié);所述高溫?zé)Y(jié)的溫度優(yōu)選為450~1000℃,更優(yōu)選為500~850℃;在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中,所述高溫?zé)Y(jié)的溫度優(yōu)選為500℃;在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中,所述高溫?zé)Y(jié)的溫度優(yōu)選為550℃;在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中,所述高溫?zé)Y(jié)的溫度優(yōu)選為600℃;在本發(fā)明提供的另一些實(shí)施例中,所述高溫?zé)Y(jié)的溫度優(yōu)選為850℃。所述高溫?zé)Y(jié)的時(shí)間優(yōu)選為3~15h,更優(yōu)選為3~10h;在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中,所述高溫?zé)Y(jié)的時(shí)間優(yōu)選為3h;在本發(fā)明提供的一些實(shí)施例中,所述高溫?zé)Y(jié)的時(shí)間優(yōu)選為8h;在本發(fā)明提供的另一些實(shí)施例中,所述高溫?zé)Y(jié)的時(shí)間優(yōu)選為10h。所述高溫?zé)Y(jié)優(yōu)選在高溫爐內(nèi)進(jìn)行;高溫?zé)Y(jié)后,隨爐冷卻至室溫,即可得到熒光粉。本發(fā)明以Eu3+為激活劑,采用高溫固相反應(yīng),成功制備一種紫外激發(fā)的紅色熒光粉。為了進(jìn)一步說明本發(fā)明,以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的一種紫外激發(fā)的紅色熒光粉及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)描述。以下實(shí)施例中所用的試劑均為市售。實(shí)施例1原料為Na2CO3(分析純)、Eu2O3(99.99%)和MoO3(分析純),摩爾比為2.85∶0.05∶10,將上述原料研磨混勻、干燥后在2MPa的壓力下壓片,裝入坩堝,在高溫爐內(nèi),850℃燒結(jié)10h,隨爐冷卻到室溫,得到理論化學(xué)成分為Na5.7Eu0.1Mo10O33的熒光粉。利用X射線衍射對實(shí)施例1中得到的熒光粉進(jìn)行分析,得到其X射線衍射圖譜,如圖1所示。利用熒光光譜儀對實(shí)施例1中得到的熒光粉進(jìn)行分析,得到其激發(fā)光譜圖,如圖2所示。可見該熒光粉的激發(fā)帶和常見的紫外LED能夠很好的匹配。利用熒光光譜儀對實(shí)施例1中得到的熒光粉進(jìn)行分析,得到其發(fā)射光譜圖,如圖3所示??梢娫摕晒夥勰苡行У乇蛔贤夤饧ぐl(fā)而發(fā)射紅光,從而使該熒光粉可將紫外光轉(zhuǎn)化紅光。實(shí)施例2原料為Na2CO3(分析純)、K2CO3(分析純)、Eu2O3(99.99%)和MoO3(分析純),摩爾比為2.2∶0.35∶0.15∶10,將上述原料研磨混勻、干燥后在2MPa的壓力下壓片,裝入坩堝,在高溫爐內(nèi),600℃燒結(jié)8h,隨爐冷卻到室溫,得到理論化學(xué)成分為Na4.4K0.7Eu0.3Mo10O33的熒光粉。利用熒光光譜儀對實(shí)施例2中得到的熒光粉進(jìn)行分析,得到其激發(fā)光譜圖,如圖4所示??梢娫摕晒夥鄣募ぐl(fā)帶和常見的紫外LED能夠很好的匹配。利用熒光光譜儀對實(shí)施例2中得到的熒光粉進(jìn)行分析,得到其發(fā)射光譜圖,如圖5所示??梢娫摕晒夥勰苡行У乇蛔贤夤饧ぐl(fā)而發(fā)射紅光,從而使該熒光粉可將紫外光轉(zhuǎn)化紅光。實(shí)施例3原料為Na2CO3(分析純)、K2CO3(分析純)、Eu2O3(99.99%)和MoO3(分析純),摩爾比為0.05∶1.65∶0.4∶10,將上述原料研磨混勻、干燥后在2MPa的壓力下壓片,裝入坩堝,在高溫爐內(nèi),600℃燒結(jié)8h,隨爐冷卻到室溫,得到理論化學(xué)成分為Na0.1K3.5Eu0.8Mo10O33的熒光粉。利用熒光光譜儀對實(shí)施例3中得到的熒光粉進(jìn)行分析,得到其激發(fā)光譜圖,如圖6所示??梢娫摕晒夥鄣募ぐl(fā)帶和常見的紫外LED能夠很好的匹配。利用熒光光譜儀對實(shí)施例3中得到的熒光粉進(jìn)行分析,得到其發(fā)射光譜圖,如圖7所示??梢娫摕晒夥勰苡行У乇蛔贤夤饧ぐl(fā)而發(fā)射紅光,從而使該熒光粉可將紫外光轉(zhuǎn)化紅光。實(shí)施例4原料為Na2CO3(分析純)、K2CO3(分析純)、Eu2O3(99.99%)和MoO3(分析純),摩爾比為0.05∶0.025∶0.975∶10,將上述原料研磨混勻、干燥后在2MPa的壓力下壓片,裝入坩堝,在高溫爐內(nèi),850℃燒結(jié)10h,隨爐冷卻到室溫,得到理論化學(xué)成分為Na0.1K0.05Eu1.95Mo10O33的熒光粉。利用熒光光譜儀對實(shí)施例4中得到的熒光粉進(jìn)行分析,得到其激發(fā)光譜圖,如圖8所示??梢娫摕晒夥鄣募ぐl(fā)帶和常見的紫外LED能夠很好的匹配。利用熒光光譜儀對實(shí)施例4中得到的熒光粉進(jìn)行分析,得到其發(fā)射光譜圖,如圖9所示??梢娫摕晒夥勰苡行У乇蛔贤夤饧ぐl(fā)而發(fā)射紅光,從而使該熒光粉可將紫外光轉(zhuǎn)化紅光。實(shí)施例5原料為Na2CO3(分析純)、Eu2O3(99.99%)和MoO3(分析純),摩爾比為0.075∶0.975∶10,將上述原料研磨混勻、干燥后在2MPa的壓力下壓片,裝入坩堝,在高溫爐內(nèi),850℃燒結(jié)10h,隨爐冷卻到室溫,得到理論化學(xué)成分為Na0.15Eu1.95Mo10O33的熒光粉。利用熒光光譜儀對實(shí)施例5中得到的熒光粉進(jìn)行分析,得到其激發(fā)光譜圖,如圖10所示??梢娫摕晒夥鄣募ぐl(fā)帶和常見的紫外LED能夠很好的匹配。利用熒光光譜儀對實(shí)施例5中得到的熒光粉進(jìn)行分析,得到其發(fā)射光譜圖,如圖11所示??梢娫摕晒夥勰苡行У乇蛔贤夤饧ぐl(fā)而發(fā)射紅光,從而使該熒光粉可將紫外光轉(zhuǎn)化紅光。實(shí)施例6原料為Na2CO3(分析純)、K2CO3(分析純)、Eu2O3(99.99%)和MoO3(分析純),摩爾比為1∶1.85∶0.05∶10,將上述原料研磨混勻、干燥后在2MPa的壓力下壓片,裝入坩堝,在高溫爐內(nèi),550℃燒結(jié)3h,隨爐冷卻到室溫,得到理論化學(xué)成分為Na2K3.7Eu0.1Mo10O33的熒光粉。利用熒光光譜儀對實(shí)施例6中得到的熒光粉進(jìn)行分析,得到其激發(fā)光譜圖,如圖12所示。可見該熒光粉的激發(fā)帶和常見的紫外LED能夠很好的匹配。利用熒光光譜儀對實(shí)施例6中得到的熒光粉進(jìn)行分析,得到其發(fā)射光譜圖,如圖13所示??梢娫摕晒夥勰苡行У乇蛔贤夤饧ぐl(fā)而發(fā)射紅光,從而使該熒光粉可將紫外光轉(zhuǎn)化紅光。實(shí)施例7原料為K2CO3(分析純)、Eu2O3(99.99%)和MoO3(分析純),摩爾比為2.85∶0.05∶10,將上述原料研磨混勻、干燥后在2MPa的壓力下壓片,裝入坩堝,在高溫爐內(nèi),500℃燒結(jié)3h,隨爐冷卻到室溫,得到理論化學(xué)成分為K5.7Eu0.1Mo10O33的熒光粉。利用熒光光譜儀對實(shí)施例7中得到的熒光粉進(jìn)行分析,得到其激發(fā)光譜圖,如圖14所示??梢娫摕晒夥鄣募ぐl(fā)帶和常見的紫外LED能夠很好的匹配。利用熒光光譜儀對實(shí)施例7中得到的熒光粉進(jìn)行分析,得到其發(fā)射光譜圖,如圖15所示??梢娫摕晒夥勰苡行У乇蛔贤夤饧ぐl(fā)而發(fā)射紅光,從而使該熒光粉可將紫外光轉(zhuǎn)化紅光。實(shí)施例8原料為K2CO3(分析純)、Eu2O3(99.99%)和MoO3(分析純),摩爾比為0.3∶0.9∶10,將上述原料研磨混勻、干燥后在2MPa的壓力下壓片,裝入坩堝,在高溫爐內(nèi),850℃燒結(jié)8h,隨爐冷卻到室溫,得到理論化學(xué)成分為K0.6Eu1.8Mo10O33的熒光粉。利用熒光光譜儀對實(shí)施例8中得到的熒光粉進(jìn)行分析,得到其激發(fā)光譜圖,如圖16所示。可見該熒光粉的激發(fā)帶和常見的紫外LED能夠很好的匹配。利用熒光光譜儀對實(shí)施例8中得到的熒光粉進(jìn)行分析,得到其發(fā)射光譜圖,如圖17所示??梢娫摕晒夥勰苡行У乇蛔贤夤饧ぐl(fā)而發(fā)射紅光,從而使該熒光粉可將紫外光轉(zhuǎn)化紅光。