一种Mn制造技术

本发明专利技术提供了一种Mn

A kind of Mn

【技术实现步骤摘要】
一种Mn4+离子激活的氟化物荧光粉的制备方法
本专利技术属于发光材料
，具体涉及一种Mn4+离子激活的氟化物荧光粉的制备方法。
技术介绍
近几十年来，白光发光二极管(WhiteLight-EmittingDiode，简称为WLED)因具有节能、环保、长寿命等优点而受到极大的关注，并逐步取代了传统的白炽灯、荧光灯。目前，市面上制备WLED最常用的方法是将蓝光GaN芯片与黄光YAG:Ce3+荧光粉相结合，其中黄光荧光粉吸收部分GaN芯片发出的蓝光后发射出黄光，并与未被吸收的蓝光混合形成白光。由于黄光荧光粉发射光谱中的红光组份不足，该方法制备的WLED为冷白光器件，其相关色温(CorrelatedColorTemperature，CCT)通常大于4500K，并且其显色指数(ColorRenderingIndex，CRI)较低，通常小于80，导致其被很多重要的应用所限制，如室内照明。为弥补其缺陷，需要在白光LED器件中添加适当的红光荧光粉，增强器件的红光发射，使其由冷白光器件变为暖白光器件，并提高其显色指数。Mn4+离子激活的氟化物红光荧光粉材料是理想的红光荧光粉材料。已经对此进行了许多研究工作，专利WO2007/100824公开了Mn4+激活的A2MF6(A是K，Na，Rb等；M是Ti，Si，Sn，Ge等)红光荧光粉；其制备方法是将原料溶解在高浓度氢氟酸中，然后加热挥发至干燥，该方法在制备过程中有大量有毒氟化氢气体挥发，且制备过程难以控制，不适用于工业化生产；专利CN102732249A公开的制备方法是将含有四价金属M的氟化物的第一种溶液和含有碱金属A的第二种溶液或固体形式的A的化合物混合，经反应后生成沉淀，得到产物，但该制备方法需控制两种溶液的浓度、混合的速度以及温度等因素，难以得到发光效率较好的产物。
技术实现思路
为了改善现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种AxMFy:Mn4+氟化物荧光粉的制备方法，所述方法无需形成AxMFy的饱和溶液，大大降低了原料的用量需求，所述制备过程可在室温下合成目标产物，其制备工艺简单，耗时短，制备得到的荧光粉发光量子产率高，适合工业大规模制备。本专利技术是通过如下技术方案实现：一种AxMFy:Mn4+氟化物荧光粉的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将含有Mn4+的化合物与含有碱金属A和M的化合物，或与含有M的单质或化合物及含碱金属A的化合物，或与含有碱金属A和M的化合物及含碱金属A的化合物溶解于溶剂中，得到混合溶液；(2)向步骤(1)的混合溶液中加入沉淀剂，获得沉淀物，制备得到AxMFy:Mn4+氟化物荧光粉，其中，x为[MFy]离子的电荷的绝对值，M选自Si，Ti，Ge，Sn，Zr，Nb，Ta，Y，Ga，Al中的一种或几种的组合，碱金属A选自Li，Na，K，Rb，Cs中的一种或几种的组合，y为4、5、6或7。根据本专利技术，所述方法还包括如下步骤：(3)将步骤(2)的沉淀物离心、洗涤、干燥，得到固体产物AxMFy:Mn4+氟化物荧光粉。优选地，所述y为4或6，x为[MFy]离子的电荷的绝对值。优选地，所述M选自Si，Ti，Ge，Sn，Zr，Nb，Ta中的一种或几种的组合，或者，所述M选自Y，Ga，Al中的一种或几种的组合；还优选为Si和/或Ti，或者还优选为Al。优选地，所述碱金属A选自Na和/或K。根据本专利技术，所述含有Mn4+的化合物选自K2MnF6，Na2MnF6，Li2MnF6，Rb2MnF6或Cs2MnF6，优选为K2MnF6，Na2MnF6，还优选为晶体形式的上述化合物。根据本专利技术，所述含有碱金属A和M的化合物选自K2SiF6和/或K2TiF6；所述含有M的单质选自Si，Ti，Ge，Sn，Zr，Nb，Ta，Y，Ga，Al中的一种或几种的组合；所述含有M的化合物选自SiO2，TiO2，GeO2，SnO2，ZrO2，Nb2O5，Ta2O5，Y2O3，Ga2O3，Al2O3中的一种或几种的组合；所述含有碱金属A的化合物选自LiF，NaF，NaHF2，KF，KHF2，RbF，CsF中的一种或几种的组合。根据本专利技术，步骤(1)中，所述溶剂选自氢氟酸溶液，优选地，所述氢氟酸溶液的质量百分比20-50wt％。根据本专利技术，步骤(1)中，所述Mn4+和M的摩尔比为0.1-30％，优选为1-20％，更优选为2-10％。根据本专利技术，步骤(1)中，所述Mn4+和A的摩尔比为0.1-15％，优选为0.5-10％，更优选为1-5％。根据本专利技术，步骤(2)中，所述沉淀剂选自甲醇、丙酮、无水乙醇中的一种或几种的组合，优选为甲醇。根据本专利技术，步骤(2)中，所述沉淀剂与溶剂的体积比为(0.20-2):1，优选为(0.20-1):1，还优选为(0.20-0.5):1。根据本专利技术，步骤(2)中，以一定速率加入沉淀剂；优选地，所述沉淀剂的加入速率为0.02ml/s-10ml/s，优选为0.05ml/s-3ml/s，还优选为0.1ml/s-0.5ml/s，更优选为0.1ml/s-0.3ml/s。采用不同速率加入沉淀剂，可以获得不同晶粒尺寸及形貌的AxMFy:Mn4+氟化物荧光粉。根据本专利技术，步骤(3)中，经过离心、洗涤得到的固体产物可进一步用有机溶剂如无水乙醇或丙酮进行洗涤，优选丙酮，以去除表面残余的酸液，再进行干燥处理。根据本专利技术，所述干燥的温度为50℃-100℃，优选为50℃-80℃。根据本专利技术，所述反应在可以在10-40℃下进行，例如室温。优选地，所述AxMFy:Mn4+选自A2MF6:Mn4+，A3MF6:Mn4+或AMF4:Mn4+。优选地，所述A2MF6:Mn4+选自K2TiF6:Mn4+，K2SiF6:Mn4+，Na2SiF6:Mn4+，Na2TiF6:Mn4+，K2GeF6:Mn4+，Na2SnF6:Mn4+，Cs2TiF6:Mn4+或Cs2SiF6:Mn4+，还优选为K2TiF6:Mn4+，K2SiF6:Mn4+或Na2SiF6:Mn4+。优选地，所述A3MF6:Mn4+选自Na3AlF6:Mn4+，K3AlF6:Mn4+，Li3AlF6:Mn4+，Rb3AlF6:Mn4+，Cs3AlF6:Mn4+，K2NaAlF6:Mn4+，K2LiAlF6:Mn4+，还优选为Na3AlF6:Mn4+、K3AlF6:Mn4+、K2NaAlF6:Mn4+。优选地，所述AMF4:Mn4+选自NaYF4:Mn4+或NaGaF4:Mn4+。有益效果：本专利技术提供了一种Mn4+激活的能够被紫光和蓝光激发的AxMFy:Mn4+氟化物荧光粉的制备方法，该方法不需要形成AxMFy的饱和溶液，大大降低了原料的用量需求，所述制备过程可在室温下合成目标产物，方便合成。且通过沉淀剂的加入，使得制备更加便捷，操作更加简单，从而简化了合成步骤。所述氟化物荧光粉能很好地被紫外光至蓝光所激发，尤其是蓝光，并有强烈红光发射，该红光的发射峰值在600-650nm波长范围内。本专利技术所述方法具有制备工艺简单，耗时短，制备的材料发光量子产率高，适合工业大规模制备。附图说明图1为实施例2的K2NaAlF6:Mn4+荧光粉的X射线粉末衍射图。图2为实施例2的K2NaAlF6:Mn4+荧光粉的扫描电镜图。图3为实施例2的K2NaAlF本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种AxMFy:Mn

【技术特征摘要】
1.一种AxMFy:Mn4+氟化物荧光粉的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将含有Mn4+的化合物与含有碱金属A和M的化合物，或与含有M的单质或化合物及含碱金属A的化合物，或与含有碱金属A和M的化合物及含碱金属A的化合物溶解于溶剂中，得到混合溶液；(2)向步骤(1)的混合溶液中加入沉淀剂，获得沉淀物，得到AxMFy:Mn4+氟化物荧光粉，其中，x为[MFy]离子的电荷的绝对值，M选自Si，Ti，Ge，Sn，Zr，Nb，Ta，Y，Ga，Al中的一种或几种的组合，碱金属A选自Li，Na，K，Rb，Cs中的一种或几种的组合，y为4、5、6或7。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：(3)将步骤(2)的沉淀物离心、洗涤、干燥，得到固体产物AxMFy:Mn4+氟化物荧光粉。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述y为4或6，x为[MFy]离子的电荷的绝对值。优选地，所述M选自Si，Ti，Ge，Sn，Zr，Nb，Ta中的一种或几种的组合，或者，所述M选自Y，Ga，Al中的一种或几种的组合；还优选为Si和/或Ti，或者还优选为Al。优选地，所述碱金属A选自Na和/或K。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述含有Mn4+的化合物选自K2MnF6，Na2MnF6，Li2MnF6，Rb2MnF6或Cs2MnF6，优选为K2MnF6，Na2MnF6，还优选为晶体形式的上述化合物。优选地，所述含有碱金属A和M的化合物选自K2SiF6和/或K2TiF6；所述含有M的单质选自Si，Ti，Ge，Sn，Zr，Nb，Ta，Y，Ga，Al中的一种或几种的组合；所述含有M的化合物选自SiO2，TiO2，GeO2，SnO2，ZrO2，Nb2O5，Ta2O5，Y2O3，Ga2O3，Al2O3中的一种或几种的组合；所述含有碱金属A的化合物选自LiF，NaF，NaHF2，KF，KHF2，RbF，CsF中的一种或几种的组合。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶剂选自氢氟酸溶液，优选地，所述氢氟酸溶液的质量百分比20-50wt％。优选地，步骤(1)中，所述Mn4+和M的摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱浩淼，易小东，陈学元，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建,35