一种深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉。该荧光粉的化学式或者为M2wMg2‑wTi1‑x‑yGeyO4：xMn4+，其中0

A deep red Shuangfeng emitting titanium germanate nanometer phosphor and its preparation method

The present invention relates to a deep red Shuangfeng emitting titanium germanate nanometer phosphor. The chemical formula of the phosphor is M2wMg2 wTi1 wTi1 x yGeyO4:xMn4+, of which 0

【技术实现步骤摘要】
一种深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉及其制备方法
本专利技术涉及发光材料，尤其涉及一种深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉及其制备方法。
技术介绍
目前，白光LED作为一种新型的绿色环保固体照明光源，以其节能、环保、体积小、发热量低、耗电少、寿命长、反应快等优点，广泛用于手机、液晶显示器的背光源、指示灯、户外照明、室内照明、景观照明、广告牌、交通指示灯等，在全球半导体和照明领域掀起了一股白光LED热潮。现有白光LED主要是利用发光二极管(LED)的发射光去激发荧光粉而实现白光发射。实现白光LED主要有以下三种途径：一是由蓝光芯片和可被蓝光有效激发的黄色荧光粉组合成白光LED，这是目前实现白光LED的一种主流技术方案，但是缺乏红光成分；二是用紫外芯片和能被紫外光有效激发而发射红、绿、蓝三基色光的荧光粉组合成白光LED；三是将红、绿、蓝三基LED芯片组装实现白光。但是能够被近紫外光和蓝光有效激发的荧光粉较缺乏，尤其是高效红色荧光粉的匮乏，导致白光LED的显色指数偏低，色温偏高，影响了LED的普及应用。近年来，人们开始尝试采用蓝光LED芯片加上绿色和红色荧光粉或者近紫外-紫外(350～410nm)发射的InGaN管芯激发三基色荧光粉以实现白光LED，获得高显色性、低色温的白光LED。日本日亚公司拥有该领域的开创性专利技术(US5998925A)用蓝色GaN芯片激发YAG黄色荧光粉而获得白光，该体系发光效率高，但由于光谱成分中缺少红光，造成色温偏高和显色性较差。中国专利201110157772.2公开了一种氮氧化物荧光粉，可制造出高显色性低色温的白光LED。但氮氧化物荧光粉发光效率较低，且制备方法需要采用高温、高压的方法，目前作为白光LED材料还有很大局限性。此外，现有的红色荧光粉所发出的红光大多显色性不好，不接近真实的红色，都偏黄色。因此，研究LED用新型红色荧光粉显得非常重要。
技术实现思路
本专利技术的第一目的就是提供一种深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉，该荧光粉具有红色色域高、发光效率高，低色温，成本低等诸多优点。本专利技术的另一目的在于提供上述深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉的制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉，其特征在于：该荧光粉的化学式或者为M2wMg2-wTi1-x-yGeyO4：xMn4+，其中0<x<0.05，0<y<0.7，0≤w≤1，M为碱金属元素，或者为NzMg2-zTi1-x-yGeyO4：xMn4+，其中0<x<0.05，0<y<0.7，0＜z≤0.2，N为碱土金属元素。当该荧光粉化学式中的碱金属元素M或碱土金属元素N，选择为不同的金属元素时，所制得的终产物荧光粉在形貌、发光效果方面没有差异，其区别仅在于发光范围有不同的调整，但其双发射峰值均分别在630nm±10nm、660nm±10nm这两个数值范围内。上述深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉的制备方法，包括以下步骤：（1）根据化学式中的各元素化学计量比，称取相应的氧化钛、氧化锗和碳酸锰，氧化镁或碳酸镁，以及含M元素或者N元素的金属盐；2）将氧化钛、氧化锗和碳酸锰，氧化镁或碳酸镁，以及含M元素或者N元素的金属盐混合后研磨，研磨过程中加入润滑剂，润滑剂的加入量以被研磨体系保持分散为限，直至反应物与配体完全反应为止，得到前驱物粉末；3）将前驱物粉末在空气气氛下煅烧，即制得目标产物。作为进一步明确，上述步骤3）中的煅烧温度为1300℃～1500℃，煅烧时间为3～6小时。作为进一步明确，上述含M元素或者N元素的金属盐可选择为碱金属元素或碱土金属元素的碳酸盐、硝酸盐、氯化物。作为进一步明确，上述润滑剂为乙醇或乙二醇。作为进一步明确，上述研磨在室温下进行。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供了一种深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉，该荧光粉存在双发射峰值（其双发射峰值分别为630nm±10nm、660nm±10nm），发光更多样化；其基质为钛锗酸盐，发光中心为Mn4+，原料组成中不含稀土离子，因此成本低；其结晶性好，颗粒细小，颗粒表面光滑，分布均匀；具有良好的发光特性，红色色域高，色彩显示度高，显色真实，色坐标值为（0.7147，0.2853），接近标准红光；该荧光粉能有效吸收200～500nm范围内的激发波长，适合用作真空紫外和紫外激发用红色荧光粉，且其发光效率高，稳定性好，其热淬灭温度（发射光谱强度为常温50%时的温度）大于200℃，150℃时发射光谱强度大于常温的85%，250℃下发光效率为常温下的80%；其所发出的深红色光色温低，对眼睛伤害小。此外，本专利技术方法采用煅烧法来制备上述荧光粉，具有工艺简单，易操作，成本低，重复性好等优点，易于工业化。附图说明图1是本专利技术实施例1中所述深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉的XRD谱图；图2是本专利技术实施例1中所述深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉的SEM图；图3是本专利技术实施例1中所述深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉在监控波长为661nm的激发光谱图和激发波长为300nm下的发射光谱图；图4是本专利技术实施例1中所述深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉的色坐标图。图5是本专利技术实施例1中所述深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉的热稳定性测试图。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例1一种深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉的制备方法，包括以下步骤：（1）根据Mg2Ti0.699Ge0.3O4:0.001Mn4+化学式中的各元素化学计量比，称取相应的碳酸镁、氧化钛、氧化锗、碳酸锰；2）将碳酸镁、氧化钛、氧化锗、碳酸锰在室温下研磨，研磨过程中加入乙醇，乙醇加入量以被研磨体系保持分散为限，直至反应物与配体完全反应为止，得到前驱物粉末；3）将前驱物粉末在空气气氛下煅烧，煅烧温度为1400℃，煅烧时间为6小时，即制得目标产物。本例中所制得的深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉的XRD谱图、SEM图、色坐标图、热稳定性测试图，以及它在监控波长为661nm的激发光谱和激发波长为300nm的发射光谱图，分别如图1、2、4、5和3所示；可知，该荧光粉存在双发射峰值630nm、660nm，发光更多样化；其颗粒细小，颗粒表面光滑，分布均匀；其发光效率高、稳定性好，250℃下发光效率为常温下的80%，150℃时发射光谱强度大于常温的85%；具有良好的发光特性，红色色域高，色彩显示度高，显色真实，色坐标值为（0.7147，0.2853），颜色接近标准红光。实施例2一种深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉的制备方法，包括以下步骤：（1）根据Mg1.99Ba0.01Ti0.699Ge0.3O4:0.001Mn4+化学式中的各元素化学计量比，称取相应的碳酸钡，氧化镁、氧化钛、氧化锗、碳酸锰；2）将碳酸钡、氧化镁、氧化钛、氧化锗、碳酸锰在室温下研磨，研磨过程中加入乙二醇，乙二醇加入量以被研磨体系保持分散为限，直至反应物与配体完全反应为止，得到前驱物粉末；3）将前驱物粉末在空气气氛下煅烧，煅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉，其特征在于：该荧光粉的化学式或者为M2wMg2‑wTi1‑x‑yGeyO4：xMn4+，其中0

【技术特征摘要】
1.一种深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉，其特征在于：该荧光粉的化学式或者为M2wMg2-wTi1-x-yGeyO4：xMn4+，其中0<x<0.05，0<y<0.7，0≤w≤1，M为碱金属元素，或者为NzMg2-zTi1-x-yGeyO4：xMn4+，其中0<x<0.05，0<y<0.7，0＜z≤0.2，N为碱土金属元素。2.如权利要求1所述深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉，其特征在于：该荧光粉的双发射峰值分别在630nm±10nm、660nm±10nm范围内。3.如权利要求1或2所述深红色双峰发射钛锗酸盐纳米荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）根据化学式中的各元素化学计量比，称取相应的氧化钛、氧化锗和碳酸锰，氧化镁或碳酸镁，以及含M元素或者N元素的金属盐；（2）将氧化钛、氧化锗和碳酸锰，氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭玲玲，陈文波，刘碧桃，曹仕秀，韩涛，李凤，黎小敏，
申请(专利权)人：重庆文理学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50