一种高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉的制备方法及应用，化学式为(Ca

【技术实现步骤摘要】
一种高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉的制备方法及应用
本专利技术属于荧光粉制备
，尤其涉及一种高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉的制备方法及应用。
技术介绍
人类对材料发光的认识始于天然矿物的发光。矿物发光材料可分为两类：一是天然矿物发光材料；二是具有矿物结构的人工合成发光材料。天然矿物中通常含有稀土猝灭剂离子，其发光性能受其成分和结构制约较大，所以发光性能普遍较差。但人工合成可对原料进行控制，能够获得性能优异的矿物发光材料，此类材料被广泛应用于发光二极管(lightemittingdiode，简称LED)中，比如磷灰石型、辉石型、白磷钙石型、钇铝石榴石型发光材料等。此类矿物材料广泛用于磷灰石型，辉石型，褐铁矿型，钇铝石榴石型发光材料等白光发光二极管(WLED)。基于矿物原型的黄色发光铝酸盐磷光体Y3Al5O12：Ce3+已在WLED器件中商业化。不幸的是，现代商业荧光粉仍然存在一些公认的问题。例如，对于蓝筹和发黄光的磷光体的商业组合，发射光谱中缺少红色成分会导致较低的显色指数(Ra<75)，较高的色温(CCT>4500K)，能量损失(>20％)，颜色重吸收以及可能损害视网膜和大脑的蓝光危害。这些无法接受的致命缺陷表明，红色荧光粉作为WLED的重要组成部分，仍有很大的改进空间，以实现健康，高效的照明水平。先前的许多工作都探索了使用红色荧光粉来改善WLED的照明质量。它包括使用最广泛的红色氮化物荧光粉CaAlSiN3：Eu2+和Sr2Si5N8：Eu2+。尽管这些荧光粉实现了高量子产率(IQE)，但苛刻的合成条件(高温和高压)和深红色发射限制了它们在暖白光生产中的大规模应用。而且，光谱重叠仍然是不可克服的阈值。到目前为止，由于蓝光下的IQE高，发红光的Mn4+掺杂的氟化物荧光粉已经引起了广泛的关注。然而，它们也有两个严重的缺点：低的热稳定性(TS)和使用大量的HF酸。因此，高质量红色荧光粉的开发仍然是一个挑战，迫切需要针对性的设计。此外，毫无疑问，信息安全、健康保障和照明显示是当前社会的头等大事，探索如何将荧光粉的理论研究应用于荧光粉的应用是未来最关键的创新方向。尽管如此，目前对多功能应用程序开发的研究仍然很匮乏，但已有一些专利技术将荧光粉制成防伪油墨用于防伪印刷，但其被激发范围覆盖可见光区，或紫外激发范围较宽，以至于不能很好的体现防伪和保护信息安全的作用。因此，如果将本专利研制的具有良好化学稳定性和色彩稳定性的荧光粉制成防伪油墨，并运用于防伪图案和加密信息的印制，就可以实现只在特定波长(短波紫外光与近紫外)的激发。特别是，当前的COVID-19受快速信息安全技术与磷光体防伪油墨的结合，可以使查询健康状态和审核许可变得更加严格和快捷。
技术实现思路
本专利技术提供一种的高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉的制备方法及应用。本专利技术包括以下步骤：本专利技术所述高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉的化学式为(Ca0.5Sr0.5)3-yM0.07(PO4)2:0.07Ce3+,yMn2+，y的取值为0,0.01,0.03,0.05,0.07,0.09,0.11，M为碱性金属。进一步地，所述碱性金属为Li、Na和K中的一种或几种。进一步地，本专利技术包括以下步骤：在基质材料β-Ca3(PO4)2中添加含有钠离子的化合物(0.07mol)以及含有Sr阳离子的化合物SrCO3按照Ca2+:Sr2+mol比1:1，通过高温固相法合成，得到高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉。进一步地，将CaCO3、SrCO3、(NH4)2HPO4、Na2CO3、CeO2和MnCO3，在850℃下预热1h，在空气中的马弗炉中释放NH3、H2O和CO2。再次研磨后，在5％H2、55％N2的还原气氛下，放置于管式炉中在1250℃下烧结10h。经过缓慢冷却至室温后，磨成细粉得到得到高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉。进一步地，含有钠离子的化合物为氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或几种；含有Sr阳离子的的化合物为氢氧化锶、碳酸锶或碳酸氢锶中的一种或几种。进一步地，通过紫外光、近紫外光中的一种或几种来激发所述的高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉得到高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉光。一种高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉在防伪标记上的应用，本专利技术的有益效果为：本专利技术具备良好的热稳定性和化学稳定性，实现550-720nm红光、720-900nm近红外光的光谱激发显色，颜色从紫色可调谐至红色，在近红外应用、场致发射显示潜在的应用前景。附图说明图1为本专利技术附有标准PDF卡片的CNP：Ce，yMn荧光粉XRD图谱光谱示意图；图2为本专利技术CNP：Ce，0.07Mn荧光粉在25℃，50℃，100℃，150℃，200℃，400℃，600℃，800℃，1000℃的高温XRD图谱光谱示意图；图3为本专利技术CNP：Ce，0.07Mn荧光粉的激发(PL)和发射(PLE)光谱示意图，图4为本专利技术CNP：Ce，0.07Mn荧光粉的CIE色度坐标图,颜色实现从紫色到高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉调谐光谱示意图；图5为本专利技术CNP：Ce，yMn(y＝0.07)荧光粉在连续I＝80mA，Va＝8kV下的衰变示意图。具体实施方式以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示，在本实施例子中包括以下步骤：在本实施例子中原料采用CaCO3(≥99.9％)、SrCO3(≥99.9％)、(NH4)2HPO4(≥99.9％)、Na2CO3(99.9％)、CeO2(≥99.99％)和MnCO3(99.99％)，在基质材料β-Ca3(PO4)2中添加含有钠离子的化合物(0.07mol)以及含有Sr阳离子的化合物按照Ca2+:Sr2+mol比1:1，据化学计量比称重后混合在玛瑙研钵中，彻底研磨30分钟。将混合物放置在刚玉坩埚中，在850℃下预热1h，在空气中的马弗炉中释放NH3、H2O和CO2。再次研磨后，在5％H2、55％N2的还原气氛下，放置于管式炉中在1250℃下烧结10h。经过缓慢冷却至室温后，将产品磨成细粉，以供后续表征。图1附有标准PDF卡片的CNP：Ce，yMn荧光粉XRD图谱，证明该荧光粉为单相白磷钙石型矿物。该荧光粉具有良好的化学稳定性和热稳定性，在连续电子辐射60min和90min后CL保持86.19％和82.30％的初始强度，并发现其具备在近红外、FED潜在的应用前景。更重要的是，本专利还结合丝网印刷工艺，实现了结合信息安全技术的用于防疫的动态二维码，以及近紫外激发的防伪图案两种应用策略。在荧光粉的合成与制备方面，收集了CNP：Ce，yMn的XRD图谱，所有图谱都很好地匹配到父相β-Ca3(PO4)2(R3c)，粉末衍射文件(PDF)卡号NO.09–0169，表明合成的样品为单相。良好的热稳定性是作为荧光粉的前提，为探究CNP：Ce，yMn荧光粉的结构在高温条件下是否具依旧稳定，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉，其特征是在于，所述荧光粉的化学式为(Ca

【技术特征摘要】
1.一种高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉，其特征是在于，所述荧光粉的化学式为(Ca0.5Sr0.5)3-yM0.07(PO4)2:0.07Ce3+,yMn2+，y的取值为0,0.01,0.03,0.05,0.07,0.09,0.11，M为碱性金属离子。


2.根据权利要求1所述的高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉，其特征在于，碱性金属为Li、Na和K中的一种或几种。


3.权利要求1-2中任一项所述的高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在基质材料β-Ca3(PO4)2中添加含有钠离子的化合物Na2CO3(0.07mol)以及含有Sr阳离子的化合物SrCO3按照Ca2+:Sr2+mol比1:1通过高温固相法合成，得到高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉。


4.根据权利要求3所述的高稳定性多功能白磷钙石型荧光粉的制备方法，其特征在于，将CaCO3、SrCO3...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘鑫，廖立兵，梅乐夫，郭庆丰，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11