一种Eu制造技术

本发明专利技术公开了一种Eu

【技术实现步骤摘要】
一种Eu2+离子掺杂的高光效蓝色荧光粉及其制备方法和应用
本专利技术属于蓝色荧光粉领域，具体涉及一种Eu2+离子掺杂的高光效蓝色荧光粉及其制备方法和应用。
技术介绍
随着照明技术的发展，LED的研究也越来越成熟。目前，白光LED的获得方法主要有两种：一种是蓝光LED芯片直接激发黄色荧光粉，两者发出的光混合而形成白光。这种方法目前是最成熟的，但是这种方式得到的白光缺少红色的那一部分，会导致发出光的显色性不好，色温也偏高。另一种是在紫外光激发下，三种颜色的荧光粉(红、蓝、绿)发出的光混合在一起，形成白光，由这种激发方式制得的白光LED具有显色性和发光效率高，节能环保等优点，可以应用于显示和照明等方面。稀土离子掺杂的荧光粉中，稀土离子是发光中心。在紫外光或者其它能量激发下，电子会从基态跃迁到激发态，由于激发态是亚稳态，电子又回到基态并发射出光，这种现象我们称之为荧光现象。在荧光的产生过程中，由于存在各种形式的无辐射跃迁，损失能量，所以它们的最大发射波长都会向长波方向移动。稀土离子的浓度会影响荧光粉的发光强度。当基质材料改变或稀土离子浓度改变时，晶体中的局部的环境会发生改变，使得局部晶体场强度发生变化，影响到光谱的发射强度。近紫外光激发下的蓝色荧光粉是比较少的，荧光粉技术上大都停留在以中、长波长(绿、红光)发生波段，由于缺少短波长的蓝光波段，使得LED在整体的应用上仍旧显得有些不足。因此，白光用LED蓝色荧光粉体的研发，对于光致发光领域有着巨大的市场前景及应用价值。因此，有必要研究一种具有能量利用率高、发光效率高、材料易制备的蓝色荧光粉。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种Eu2+离子掺杂的高光效蓝色荧光粉，所述高光效蓝色荧光粉具有能量利用率高、发光效率高、易于制备的优点，对于光致发光领域有着巨大的市场前景及应用价值。本专利技术还提供所述高光效蓝色荧光粉的制备方法，具有操作简单、条件温和易控制、制备效率高、能耗少、适合大规模生产的优点。本专利技术还提供了所述Eu2+离子掺杂的高光效蓝色荧光粉在白光LED发光材料中的应用。本专利技术采用以下技术方案：一种Eu2+离子掺杂的高光效蓝色荧光粉，其组成表达式为β-Ca2-xP2O7:xEu2+，x为Eu2+离子取代Ca2+离子的掺杂摩尔数，x＝0.045-0.055。更优选的，x＝0.05。优选的，所述高光效蓝色荧光粉的平均粒径为50-100nm。纳米颗粒的大小对于材料的发光性能有较直接的影响，主要是有利于光散射效应的发生从而提高发光效率。颗粒尺寸偏大或偏小都不利于光的散射，会降低发光效率。本专利技术所述的高光效蓝色荧光粉的平均粒径为50-100nm，有利于光散射的发生，能显著提高发光效率。优选的，所述高光效蓝色荧光粉的发射波长为420-460nm。这种波长的荧光粉发出的蓝光可以有效地补偿450nm以下的蓝光，有利于拓宽蓝光光谱，尤其是对于植物补光灯的设计和应用。优选的，所述高光效蓝色荧光粉的激发波长为330-340nm。所述的高光效蓝色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：1)按照β-Ca2-xP2O7:xEu2+的化学计量比称取碳酸钙、磷酸氢二铵和氧化铕；2)往步骤1)称量好的碳酸钙中加入稀硝酸，再加入磷酸氢二铵、氧化铕、尿素和去离子水，进行加热反应，得到白色固体物质；3)将步骤2)得到的白色固体物质进行燃烧；4)降温，研磨，即得Eu2+离子掺杂的高光效蓝色荧光粉。优选的，步骤1)中，x为Eu2+离子取代Ca2+离子的掺杂摩尔数，x＝0.045-0.055。更优选的，x＝0.05。优选的，步骤2)中，稀硝酸的浓度为10-30％。更优选的，稀硝酸的浓度为20％。步骤2)中，首先往步骤1)称量好的碳酸钙中加入稀硝酸，主要目的是首先把Ca2+离子置换出来，这样再加入磷酸氢二铵的时候就可以有效避免剧烈反应，同时可以逐渐溶解氧化铕。在步骤2)中，稀硝酸主要是用来溶解碳酸钙、磷酸氢二铵、氧化铕和尿素，本领域技术人员可以根据实际需要调整稀硝酸的体积。优选的，步骤2)中，磷酸氢二铵和尿素的摩尔比为1:1-3。更优选的，磷酸氢二铵和尿素的摩尔比为1:1。优选的，步骤2)中，加热反应的温度为60-90℃，加热反应的时间为1.5-3h。更优选的，加热反应的温度为80℃，加热反应的时间为2h。优选的，步骤3)中，将步骤2)得到的白色固体物质放入马弗炉中进行燃烧，燃烧的温度为850-950℃，燃烧的时间为1-4h。更优选的，燃烧的温度为900℃，燃烧的时间为2h。优选的，步骤4)中，研磨的时间为4-6h，研磨至平均粒径为50-100nm。所述的高光效蓝色荧光粉可应用在白光LED发光材料中。本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：1.本专利技术提供的一种Eu2+离子掺杂的高光效蓝色荧光粉具有很好的原材料配比，通过合理设计Eu2+在基质材料中的掺杂比例，该高光效蓝色荧光粉在紫外光的激发下可以发射很强的蓝色荧光，与现有的蓝色荧光粉相比，其发光效率有明显的提高。本专利技术的Eu2+离子掺杂的高光效蓝色荧光粉可用于白光LED用发光材料中。2.本专利技术提供的一种Eu2+离子掺杂的高光效蓝色荧光粉的平均粒径为50-100nm，有利于光散射的发生，能显著提高发光效率。3.本专利技术提供的一种Eu2+离子掺杂的高光效蓝色荧光粉的发射波长为420-460nm，激发波长为330-340nm，这种波长的荧光粉发出的蓝光可以有效地补偿450nm以下的蓝光，有利于拓宽蓝光光谱，尤其是对于植物补光灯的设计和应用。4.本专利技术提供的一种Eu2+离子掺杂的高光效蓝色荧光粉具有粉体纯度高、色纯度好、颗粒一致性好以及热稳定性好的优点。5.本专利技术还提供了一种Eu2+离子掺杂的高光效蓝色荧光粉的制备方法，制备工艺简单易操作，燃烧温度低，比固相法烧结温度低500℃以上，因此，制备此类发光材料所消耗的能量少，条件温和易控制，制备得到的样品纯度高，得率高，成本低，适合大规模生产。附图说明图1为实施例1制备的β-Ca1.95P2O7:0.05Eu2+高光效蓝色荧光粉的X射线衍射图。图2为实施例1制备的β-Ca1.95P2O7:0.05Eu2+高光效蓝色荧光粉的扫描电镜图。图3为实施例1制备的β-Ca1.95P2O7:0.05Eu2+高光效蓝色荧光粉的发射光谱图。图4为实施例1制备的β-Ca1.95P2O7:0.05Eu2+高光效蓝色荧光粉的激发光谱图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1一种Eu2+离子掺杂的高光效蓝色荧光粉的制备方法，包括以下步骤：1)按照β-Ca1.95P2O7:0.05Eu2+的化学计量比称取碳酸钙(1.95g，19.5mmol)、磷酸氢二铵(2.64g，20mmol)和氧化铕(88mg，0.25mmol)；2)往步骤1)称量好的碳酸钙中加入20％稀硝酸，再加入磷酸氢二铵、氧化铕、尿素(1.2g，20mmol)和去离子水，80℃水浴进行加热反应2h，得到白色固体物质；3)将步骤2)得到的白色固体物质放入马弗炉中，在900℃温度下进行燃烧2h；4)降温，研磨4h，即得β-Ca1.95P2O7:0.05Eu2+高光效蓝色荧光粉。对制备得到的Eu2+离子掺杂的高光效蓝色荧光粉进行表征和光谱测试，测试结果如下：图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Eu2+离子掺杂的高光效蓝色荧光粉，其特征在于，高光效蓝色荧光粉的组成表达式为β‑Ca2‑xP2O7:xEu2+，x为Eu2+离子取代Ca2+离子的掺杂摩尔数，x＝0.045‑0.055。

【技术特征摘要】
1.一种Eu2+离子掺杂的高光效蓝色荧光粉，其特征在于，高光效蓝色荧光粉的组成表达式为β-Ca2-xP2O7:xEu2+，x为Eu2+离子取代Ca2+离子的掺杂摩尔数，x＝0.045-0.055。2.根据权利要求1所述的高光效蓝色荧光粉，其特征在于，所述高光效蓝色荧光粉的平均粒径为50-100nm。3.根据权利要求1所述的高光效蓝色荧光粉，其特征在于，所述高光效蓝色荧光粉的发射波长为420-460nm。4.根据权利要求1所述的高光效蓝色荧光粉，其特征在于，所述高光效蓝色荧光粉的激发波长为330-340nm。5.根据权利要求1-4中任一项所述的高光效蓝色荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)按照β-Ca2-xP2O7:xEu2+的化学计量比称取碳酸钙、磷酸氢二铵和氧化铕；2)往步骤1)称量好的碳酸钙中加入稀硝酸，再加入磷酸氢二铵、氧化铕、尿素和去离子水，进行加热反...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忆，周勤勤，李永恒，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：广东,44