藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉及其制備方法。紅光熒光粉的化學(xué)式組成為L(zhǎng)a1?xPrxF3，化學(xué)式中的10?3≤x≤10?1，La1?xPrxF3為鐠摻雜氟化鑭粉體，其粒徑為20～70nm；方法先按照La1?xPrxF3的成分比將相應(yīng)量的氧化鑭和氧化鐠以及硝酸水溶液于攪拌下配制成總稀土離子濃度為0.1～0.5mol/L的稀土硝酸鹽水溶液，再將氟化銨加入稀土硝酸鹽水溶液中攪拌，得到前軀體溶液，之后，先將前軀體溶液置于密閉狀態(tài)下反應(yīng)，得到反應(yīng)液，再對(duì)冷卻了的反應(yīng)液依次進(jìn)行固液分離、洗滌和干燥的處理，制得目的產(chǎn)物。它能受藍(lán)光激發(fā)發(fā)出紅光，可與藍(lán)光LED和黃光熒光粉一起極易于廣泛地應(yīng)用于LED在室內(nèi)的照明。
【專利說(shuō)明】
藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種紅光熒光粉及制備方法，尤其是一種藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]白光發(fā)光二極管(LED)具有體積小、發(fā)熱量低、能耗少、壽命長(zhǎng)、可靠性高、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為是可超越白熾燈、熒光燈和高強(qiáng)氣體放電等的第四代照明光源。隨著白光LED的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，對(duì)其光學(xué)參數(shù)的要求也越來(lái)越高，其中重要的一點(diǎn)是光源被要求更接近于自然光。目前，使用LED生成白光的方式主要為使用藍(lán)光LED激發(fā)黃光熒光粉，由LED藍(lán)光和熒光粉發(fā)出的黃光合成白光;這種方式雖然光效高，但因其缺少紅色光譜成分，導(dǎo)致器件顯色指數(shù)較低、色溫較高，極大地限制了 LED在室內(nèi)照明方面的應(yīng)用。為此，人們作了一些有益的嘗試和努力，如題為 “Color Kinetic Nanoparticles” , J.Am.Chem.Soc.，2008，130，12222-12223( “納米粒子的色動(dòng)能力學(xué)”，《美國(guó)化學(xué)會(huì)》2008年第130卷第12222?12223頁(yè))的文章。該文中提及的紅光熒光粉為銪摻雜氟化鑭(LaF3: Eu3+)粉體，其雖可受激發(fā)出紅光，然卻需使用波長(zhǎng)為250?400nm的近紫外光來(lái)激發(fā)，這就無(wú)法僅使用藍(lán)光LED激發(fā)熒光粉，以獲得由LED藍(lán)光和熒光粉發(fā)出的黃光及紅光來(lái)合成近似于自然光的白光。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種受藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉。
[0004]本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題為提供一種上述藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉的制備方法。
[0005]為解決本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題，所采用的技術(shù)方案為:藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉包括具有LaF3化學(xué)式組成的氟化鑭基，特別是，
[0006]所述氟化鑭基摻雜后的化學(xué)式組成為L(zhǎng)a1IPrxF3，化學(xué)式中的10—3彡X彡10—1 ；
[0007]所述La1-xPrxF3為粉體，所述粉體為顆粒狀，所述顆粒的粒徑為20?70nm;
[0008]所述顆粒狀La1IPrxF3為鐠摻雜氟化鑭。
[0009]作為藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉的進(jìn)一步改進(jìn):
[0010]優(yōu)選地，顆粒為四邊形，或六邊形。
[0011]為解決本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，所采用的另一個(gè)技術(shù)方案為:上述藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉的制備方法包括水熱合成法，特別是主要步驟如下:
[0012]步驟I，先按照La1-JrxF3的成分比稱取相應(yīng)量的氧化鑭(La2O3)和氧化鐠(Pr2O3)后，將氧化鑭、氧化鐠和6?15mol/L的硝酸水溶液于攪拌下配制成總稀土離子濃度為0.1?0.5mol/L的稀土硝酸鹽水溶液，再將氟化錢(NH4F)加入稀土硝酸鹽水溶液中，攪拌至其反應(yīng)完全，得到前軀體溶液，其中，前軀體溶液中的總稀土離子和氟化銨的摩爾比為I: 3?4；
[0013]步驟2，先將前軀體溶液置于密閉狀態(tài)，于140?220 °C下反應(yīng)至少8h，得到反應(yīng)液，再對(duì)冷卻了的反應(yīng)液依次進(jìn)行固液分離、洗滌和干燥的處理，制得藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉。
[0014]作為藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉的制備方法的進(jìn)一步改進(jìn):
[0015]優(yōu)選地，固液分離處理為離心分離，其轉(zhuǎn)速為8000?12000r/min、時(shí)間為5?15min。
[0016]優(yōu)選地，洗滌處理為使用去離子水和乙醇對(duì)分離得到的固態(tài)物進(jìn)行2?3次的交替清洗，清洗時(shí)分離固態(tài)物為離心分離。
[0017]優(yōu)選地，干燥處理為將清洗后的固態(tài)物置于60?100°C下烘干。
[0018]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是:
[0019]其一，對(duì)制得的目的產(chǎn)物分別使用X射線衍射儀、透射電鏡和穩(wěn)態(tài)壽命熒光光譜儀進(jìn)行表征，由其結(jié)果可知，目的產(chǎn)物的化學(xué)式組成為L(zhǎng)aiiPrxF3，化學(xué)式中的10—3彡x彡10—1 ；其中，LanPrxF3為粉體，該粉體為粒徑20?70nm的顆粒狀，顆粒為四邊形，或六邊形。顆粒狀La1-xPrxF3為鐠摻雜氟化鑭。鐠摻雜氟化鑭受藍(lán)光激發(fā)發(fā)出了紅光。
[0020]其二，制備方法科學(xué)、有效。不僅制得了受藍(lán)光激發(fā)的目的產(chǎn)物一一藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉，還使其受藍(lán)光激發(fā)后彌補(bǔ)了藍(lán)光LED激發(fā)黃光熒光粉得到白光LED中缺失的紅光部分，更有著成本低的特點(diǎn);進(jìn)而使目的產(chǎn)物與藍(lán)光LED和黃光熒光粉一起極易于廣泛地應(yīng)用于LED在室內(nèi)的照明。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是對(duì)制備方法制得的目的產(chǎn)物使用X射線衍射(XRD)儀進(jìn)行表征的結(jié)果之一。XRD譜圖表明目的產(chǎn)物為稀土鐠摻雜氟化鑭(LahPrxF3)。
[0022]圖2是對(duì)制得的目的產(chǎn)物使用透射電鏡(TEM)進(jìn)行表征的結(jié)果之一。TEM圖像顯示出目的產(chǎn)物為納米級(jí)的顆粒物。
[0023]圖3是對(duì)制得的目的產(chǎn)物使用穩(wěn)態(tài)壽命熒光光譜儀進(jìn)行表征的結(jié)果之一。其結(jié)果證實(shí)了目的產(chǎn)物在440?480nm的藍(lán)光激發(fā)下發(fā)出了紅光。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0025]首先從市場(chǎng)購(gòu)得或自行制得:
[0026]氧化鑭;氧化鐠;硝酸水溶液;氟化銨。
[0027]接著，
[0028]實(shí)施例1
[0029]制備的具體步驟為:
[0030]步驟I，先按照La0.999Pr0.QtnF3的成分比稱取相應(yīng)量的氧化鑭和氧化鐠后，將氧化鑭、氧化鐠和6mol/L的硝酸水溶液于攪拌下配制成總稀土離子濃度為0.lmol/L的稀土硝酸鹽水溶液。再將氟化銨加入稀土硝酸鹽水溶液中，攪拌至其反應(yīng)完全，得到前軀體溶液;其中，前軀體溶液中的總稀土離子和氟化銨的摩爾比為1:3。
[0031 ] 步驟2，先將前軀體溶液置于密閉狀態(tài)，于140°C下反應(yīng)24h，得到反應(yīng)液。再對(duì)冷卻了的反應(yīng)液依次進(jìn)行固液分離、洗滌和干燥的處理;其中，固液分離處理為離心分離，其轉(zhuǎn)速為8000r/min、時(shí)間為15min，洗滌處理為使用去離子水和乙醇對(duì)分離得到的固態(tài)物進(jìn)行2次的交替清洗，清洗時(shí)分離固態(tài)物為離心分離，干燥處理為將清洗后的固態(tài)物置于60°C下烘干。制得近似于圖2，以及如圖1和圖3中的曲線所示的藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉。
[0032]實(shí)施例2
[0033]制備的具體步驟為:
[0034]步驟I，先按照La0.995Pr0.QQ5F3的成分比稱取相應(yīng)量的氧化鑭和氧化鐠后，將氧化鑭、氧化鐠和9mol/L的硝酸水溶液于攪拌下配制成總稀土離子濃度為0.2mol/L的稀土硝酸鹽水溶液。再將氟化銨加入稀土硝酸鹽水溶液中，攪拌至其反應(yīng)完全，得到前軀體溶液;其中，前軀體溶液中的總稀土離子和氟化銨的摩爾比為1:3.3。
[0035]步驟2，先將前軀體溶液置于密閉狀態(tài)，于160°C下反應(yīng)20h，得到反應(yīng)液。再對(duì)冷卻了的反應(yīng)液依次進(jìn)行固液分離、洗滌和干燥的處理;其中，固液分離處理為離心分離，其轉(zhuǎn)速為9000r/min、時(shí)間為13min，洗滌處理為使用去離子水和乙醇對(duì)分離得到的固態(tài)物進(jìn)行2次的交替清洗，清洗時(shí)分離固態(tài)物為離心分離，干燥處理為將清洗后的固態(tài)物置于70°C下烘干。制得近似于圖2，以及如圖1和圖3中的曲線所示的藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉。
[0036]實(shí)施例3
[0037]制備的具體步驟為:
[0038]步驟I，先按照La0.99Pr0.QiF3的成分比稱取相應(yīng)量的氧化鑭和氧化鐠后，將氧化鑭、氧化鐠和I lmol/L的硝酸水溶液于攪拌下配制成總稀土離子濃度為0.3mol/L的稀土硝酸鹽水溶液。再將氟化銨加入稀土硝酸鹽水溶液中，攪拌至其反應(yīng)完全，得到前軀體溶液;其中，前軀體溶液中的總稀土離子和氟化銨的摩爾比為1:3.5。
[0039]步驟2，先將前軀體溶液置于密閉狀態(tài)，于180°C下反應(yīng)16h，得到反應(yīng)液。再對(duì)冷卻了的反應(yīng)液依次進(jìn)行固液分離、洗滌和干燥的處理;其中，固液分離處理為離心分離，其轉(zhuǎn)速為10000r/min、時(shí)間為lOmin，洗滌處理為使用去離子水和乙醇對(duì)分離得到的固態(tài)物進(jìn)行3次的交替清洗，清洗時(shí)分離固態(tài)物為離心分離，干燥處理為將清洗后的固態(tài)物置于80 0C下烘干。制得如圖2，以及如圖1和圖3中的曲線所示的藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉。
[0040]實(shí)施例4
[0041]制備的具體步驟為:
[0042]步驟I，先按照La0.95Pr0.Q5F3的成分比稱取相應(yīng)量的氧化鑭和氧化鐠后，將氧化鑭、氧化鐠和13mol/L的硝酸水溶液于攪拌下配制成總稀土離子濃度為0.4mol/L的稀土硝酸鹽水溶液。再將氟化銨加入稀土硝酸鹽水溶液中，攪拌至其反應(yīng)完全，得到前軀體溶液;其中，前軀體溶液中的總稀土離子和氟化銨的摩爾比為1:3.8。
[0043]步驟2，先將前軀體溶液置于密閉狀態(tài)，于200°C下反應(yīng)12h，得到反應(yīng)液。再對(duì)冷卻了的反應(yīng)液依次進(jìn)行固液分離、洗滌和干燥的處理;其中，固液分離處理為離心分離，其轉(zhuǎn)速為11000r/min、時(shí)間為8min，洗滌處理為使用去離子水和乙醇對(duì)分離得到的固態(tài)物進(jìn)行3次的交替清洗，清洗時(shí)分離固態(tài)物為離心分離，干燥處理為將清洗后的固態(tài)物置于90°C下烘干。制得近似于圖2，以及如圖1和圖3中的曲線所示的藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉。
[0044]實(shí)施例5
[0045]制備的具體步驟為:
[0046]步驟I，先按照La0.9Pr0.1F3的成分比稱取相應(yīng)量的氧化鑭和氧化鐠后，將氧化鑭、氧化鐠和15mol/L的硝酸水溶液于攪拌下配制成總稀土離子濃度為0.5mol/L的稀土硝酸鹽水溶液。再將氟化銨加入稀土硝酸鹽水溶液中，攪拌至其反應(yīng)完全，得到前軀體溶液;其中，前軀體溶液中的總稀土離子和氟化銨的摩爾比為1:4。
[0047]步驟2，先將前軀體溶液置于密閉狀態(tài)，于220°C下反應(yīng)Sh，得到反應(yīng)液。再對(duì)冷卻了的反應(yīng)液依次進(jìn)行固液分離、洗滌和干燥的處理;其中，固液分離處理為離心分離，其轉(zhuǎn)速為12000r/min、時(shí)間為5min，洗滌處理為使用去離子水和乙醇對(duì)分離得到的固態(tài)物進(jìn)行3次的交替清洗，清洗時(shí)分離固態(tài)物為離心分離，干燥處理為將清洗后的固態(tài)物置于100 0C下烘干。制得近似于圖2，以及如圖1和圖3中的曲線所示的藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉。
[0048]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明的藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉及其制備方法進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若對(duì)本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉，包括具有LaF3化學(xué)式組成的氟化鑭基，其特征在于: 所述氟化鑭基摻雜后的化學(xué)式組成為L(zhǎng)m—xPrA，化學(xué)式中的10—3Sx彡10—S 所述La1-xPrxF3為粉體，所述粉體為顆粒狀，所述顆粒的粒徑為20?70nm ； 所述顆粒狀LaiiPrxF3為鐠摻雜氟化鑭。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉，其特征是顆粒為四邊形，或六邊形。3.—種權(quán)利要求1所述藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉的制備方法，包括水熱合成法，其特征在于主要步驟如下: 步驟I，先按照LahPrxF3的成分比稱取相應(yīng)量的氧化鑭和氧化鐠后，將氧化鑭、氧化鐠和6?15mol/L的硝酸水溶液于攪拌下配制成總稀土離子濃度為0.1?0.5mol/L的稀土硝酸鹽水溶液，再將氟化銨加入稀土硝酸鹽水溶液中，攪拌至其反應(yīng)完全，得到前軀體溶液，其中，前軀體溶液中的總稀土離子和氟化銨的摩爾比為1:3?4; 步驟2，先將前軀體溶液置于密閉狀態(tài)，于140?220 0C下反應(yīng)至少Sh，得到反應(yīng)液，再對(duì)冷卻了的反應(yīng)液依次進(jìn)行固液分離、洗滌和干燥的處理，制得藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光焚光粉。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉的制備方法，其特征是固液分離處理為離心分離，其轉(zhuǎn)速為8000?12000r/min、時(shí)間為5?15min。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉的制備方法，其特征是洗滌處理為使用去離子水和乙醇對(duì)分離得到的固態(tài)物進(jìn)行2?3次的交替清洗，清洗時(shí)分離固態(tài)物為離心分離。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的藍(lán)光激發(fā)的鐠摻雜氟化鑭紅光熒光粉的制備方法，其特征是干燥處理為將清洗后的固態(tài)物置于60?100 0C下烘干。
【文檔編號(hào)】H01L33/50GK106010539SQ201610420348
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】吳紅娥, 費(fèi)廣濤
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院, 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)