一种发光强度、热稳定性及耐水性高的红色荧光粉及其制备方法技术

本发明专利技术属于荧光粉制备领域，具体涉及一种发光强度、热稳定性及耐水性高的红色荧光粉及其制备方法，制备得到的红色荧光粉组合配比的通式为：K2MF6:xMn

【技术实现步骤摘要】
一种发光强度、热稳定性及耐水性高的红色荧光粉及其制备方法


[0001]本专利技术属于荧光粉制备领域，具体涉及一种发光强度、热稳定性及耐水性高的红色荧光粉及其制备方法。

技术介绍

[0002]二极管(白光LEDs)具有发光效率高，节能，寿命长，能耗低，环保等优点。因此，LEDs被视为新一代的固态发光器件。目前最为成熟且已商业化的白光LEDs是通过蓝光芯片与黄光荧光粉YAG:Ce
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的组合而实现的，即黄光荧光粉YAG:Ce
3+
吸收蓝光芯片发射的蓝光产生黄光荧光，该黄光与芯片的蓝光相组合而得到白光。因该种白光缺乏红光成分，导致其色温高，色纯度低等缺点，因此难以应用于普通照明及显示器件的背光源。通过在封装过程中添加可被蓝光激发的红光荧光粉可以补偿白光LEDs光谱中所缺乏的红色成分，提高白光LEDs产品的显色性能。
[0003]当前能被蓝光有效激发的红光荧光粉主要为Eu
2+
掺杂氮化物或者氮氧化物荧光粉，但此类荧光粉制备条件苛刻使其价格昂贵，而且氮化物红光荧光粉的宽带发射和色纯度低严重地制约了其在显示器件背光源中的应用。因此开发新型高效的能被蓝光激发的荧光粉具有重要的研究意义及非常广泛的市场应用前景。
[0004]Mn
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掺杂氟化物红光荧光粉由于其在蓝光区具有很强很宽的激发谱带以及很强的红光窄带发射，所得红光色纯度高，适合在显示器件背光源中的应用，因此有着重大的应用前景。现有Mn
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掺杂氟化物红光荧光粉的也有一些缺点需要克服：(1)发光强度比黄光荧光粉YAG:Ce
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的弱，在应用时其与黄光粉的重量比高达2:1
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3:1；(2)热稳定性不高，在白光LED的工作温度下(150℃左右)发光强度往往因热猝灭而下降至原来的70
‑
80％；(3)耐潮性差，在潮湿的环境下，Mn
4+
很容易水解成为不透光的MnO2，进而迅速失活而不发光。因此，通过表面改性，开发发光强度、热稳定性及耐水性三项性能同时提高的Mn
4+
掺杂氟化物红光荧光粉及其相应的的制备方法甚有意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在解决上述技术问题，提供一种发光强度、热稳定性及耐水性高的红色荧光粉及其制备方法，所述红光荧光粉发光强度，热稳定性及耐水性三项指标同时得到提高，可被蓝光激发。
[0006]本专利技术的技术方案为：
[0007]一种发光强度、热稳定性及耐水性高的红色荧光粉，其组合配比的通式为：K2MF6:xMn
4+
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SP；其中，SP表示表面钝化，M为Ti或Si；x为Mn
4+
掺杂的摩尔分数，0＜x≤0.12。
[0008]一种制备本专利技术所述的一种发光强度、热稳定性及耐水性高的红色荧光粉的方法，包括如下步骤：
[0009]步骤A：将一定量的KMnO4溶于氟化物的溶液中搅拌至完全溶解，然后加入K2MF6粉
末，在室温下继续搅拌反应40～70小时，得反应混合物；
[0010]步骤B：搅拌状态下向所述反应混合物中加入氢氟酸溶液，然后再加入草酸粉末，并在室温下搅拌10～40分钟进行改性反应，抽滤，用无水乙醇洗涤后在80℃下烘干2～4小时，得到K2MF6:xMn
4+
‑
SP红光荧光粉晶体。
[0011]进一步地，所述氟化物选自二水合氟化钾(KF.2H2O)、氢氟酸(HF)中的一种或两种。
[0012]一种制备本专利技术所述的一种发光强度、热稳定性及耐水性高的红色荧光粉的方法，包括如下步骤：
[0013]步骤A：将一定量的KF
·
2H2O和KMnO4溶于氢氟酸溶液中搅拌至完全溶解，然后加入K2MF6粉末，在室温下继续搅拌反应40～70小时，得反应混合物；
[0014]步骤B：搅拌状态下向所述反应混合物中加入氢氟酸溶液，然后再加入草酸粉末，并在室温下搅拌10～40分钟进行改性反应，抽滤，用无水乙醇洗涤后在80℃下烘干2～4小时，得到K2MF6:xMn
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SP红光荧光粉晶体。
[0015]进一步地，所述步骤A中，氢氟酸溶液与K2MF6的比为0.90～1.20mL：1g。
[0016]进一步地，所述步骤A中，氢氟酸溶液的质量浓度等于或者大于40％。
[0017]进一步地，所述步骤A中，KF
·
2H2O与K2MF6的质量比为0.35～0.6。
[0018]进一步地，所述步骤B中，氢氟酸溶液的质量浓度为20％。
[0019]进一步地，所述步骤B中，反应温度为25～35℃。
[0020]本专利技术的有益效果为：
[0021]1.本专利技术的改性红色荧光粉在蓝光激发下具有很强的红光发射(主发射峰位于631nm左右)，发光强度与未改性样品相比，前者的发光强度是后者的1.10倍。
[0022]2.用草酸改性剂改性后，荧光粉发光的内量子效率在86
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96％之间。
[0023]3.用草酸改性剂改性后，荧光粉的发光热稳定性之表现为，其在180℃时的积分发光强度是30℃时初始值的1.50倍或者以上。
[0024]4.用草酸改性剂改性后，在水中浸泡6小时后，始终保持淡黄光的外观，且剩余发射光强度高达88％或者以上。
[0025]5.本专利技术蓝光激发白光LED用的、发光强度、热稳定性和耐水性三项性能同时提高之Mn4+掺杂氟化物红色荧光粉的制备方法取材于工业商业原料，流程简单，在常温常压条件下进行制备，适合规模化、工业化生产。
附图说明
[0026]图1是本专利技术制备的KSF:0.06Mn
4+
‑
SP((01
‑
i)号样品)红色荧光粉与未改性对照样品KSF:0.06Mn
4+
((01)号样品)的激发光谱及发射光谱图(PLE&PL)。
[0027]图2是本专利技术制备的KSF:0.06Mn
4+
‑
SP红色荧光粉((01
‑
i)号样品)与未改性对照样品KSF:0.06Mn
4+
((01)号样品)的发射光谱图(PL)的放大图。
[0028]图3是本专利技术制备的本专利技术制备的KSF:xMn
4+
‑
SP(x＝0.01
‑
0.12)((01
‑
i)
‑
(vii)号七个样品)红色荧光粉的色坐标图。
[0029]图4是本专利技术制备的KSF:xMn
4+
‑
SP红色荧光粉(x＝0.01
‑
0.12)((01
‑
i)
‑
(vii)号七个样品)与未改性对照样品KSF:0.06Mn
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((01)号样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光强度、热稳定性及耐水性高的红色荧光粉，其特征在于，其组合配比的通式为：K2MF6:xMn
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SP；其中，SP表示表面钝化，M为Ti或Si；x为Mn
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掺杂的摩尔分数，0＜x≤0.12。2.一种制备权利要求1所述的一种发光强度、热稳定性及耐水性高的红色荧光粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A：将一定量的KMnO4溶于氟化物的溶液中搅拌至完全溶解，然后加入K2MF6粉末，在室温下继续搅拌反应40～70小时，得反应混合物；步骤B：搅拌状态下向所述反应混合物中加入氢氟酸溶液，然后再加入草酸粉末，并在室温下搅拌10～40分钟进行改性反应，抽滤，用无水乙醇洗涤后在80℃下烘干2～4小时，得到K2MF6:xMn
4+
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SP红光荧光粉晶体。3.如权利要求2所述的一种发光强度、热稳定性及耐水性高的红色荧光粉的制备方法，其特征在于，所述氟化物选自二水合氟化钾(KF.2H2O)、氢氟酸(HF)中的一种或两种。4.一种制备权利要求1所述的一种发光强度、热稳定性及耐水性高的红色荧光粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A：将一定量的KF
·
2H2O和KMnO4溶于氢氟酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄映恒，廖森，黄毅，钟雪，李燕，石云浩，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：