一种近紫外激发的窄带深蓝发光材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种近紫外激发的窄带深蓝发光材料及其制备方法，该材料的化学结构式为：Ln2Si2O7:xBi

【技术实现步骤摘要】
一种近紫外激发的窄带深蓝发光材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种近紫外激发的窄带深蓝发光材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]白光二极管(W
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LED)具有发光效率高、稳定性好、环保、能耗低等优越特性，在过去的几十年里被认为是下一代照明光源；目前广泛应用于白光照明的是涂覆黄色荧光粉(YAG:Ce
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)的蓝晶片(InGaN)，其发出的强蓝光对人体健康有负面影响，基于健康原因，作为替代方案的近紫外(n
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UV)白光发光二极管(W
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LED)受到研究者的广泛关注。
[0003]近紫外(n
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UV)LED(350
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380nm)芯片需要被三色(蓝、绿、红)荧光粉覆盖才能获得白光，其中蓝色荧光粉一直受到广泛关注。目前的蓝色荧光粉在可见光区域的重吸收限制了高质量W
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LED照明应用的发展，而且蓝色荧光粉大多是长波长450nm的发光，在深蓝区域400
‑
450nm出现明显的空腔，导致显色指数(Ra)降低。因此，开发深蓝荧光粉对于提高Ra和实现全光谱W
‑
LED照明具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种新型窄带深蓝发光材料及其制备方法，解决上述蓝色荧光粉在深蓝区域400
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450nm出现明显的空腔导致显色指数(Ra)降低的技术问题，使其可用于全光谱照明领域，并使得其制备工艺简单，原料易于获取，使其适合大规模生产。
[0005]实现本专利技术目的的技术方案是：
[0006]一种近紫外激发的窄带深蓝发光材料，其特征在于，化学结构式为：Ln2Si2O7:xBi
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，其中Ln为Sc，Gd，Y，Lu中的至少一种，1≤x≤6。
[0007]本专利技术通过阳离子取代,调整材料的荧光范围由450nm附近扩充到403～422nm，可有效解决蓝色荧光粉在深蓝区域400～450nm出现明显的空腔问题，使其显色指数得到稳定，对实现全光谱W
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LED照明具有重要意义。
[0008]在PL激发光谱下，上述近紫外激发的窄带深蓝发光材料的主发射峰为403nm～422nm。
[0009]上述新型的近紫外激发的窄带深蓝发光材料的制备方法包含以下步骤：
[0010]S1：按照化学式Ln2Si2O7:xBi
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中的化学计量比，分别称取含Ln化合物，含Si化合物，含Bi化合物，将化合物混合后研磨均匀，得到混合物；
[0011]S2:将步骤S1中得到的混合物加热煅烧，然后冷却，得到近紫外激发的窄带深蓝发光材料。
[0012]上述步骤S1中，由于反应物的混匀程度对于反应均匀性和充分性有很大程度的影响，因此需要增加原料之间反应的均匀性和充分性，使得反应物之间充分接触，促进反应的进行。
[0013]步骤S2中，含Ln化合物和含Si化合物会在高温下反应生成基质晶格，在高温下Bi
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会进入基质晶格中，取代基质晶格中Ln
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的位置，晶格结构并未改变，使其荧光可以从422nm
调整到403nm，弥补原先材料的发光空缺，增强深蓝发光。
[0014]进一步的，所述步骤S1中的含Ln化合物为氧化钪、氧化钇、氧化镥、氧化钆中的至少一种。
[0015]进一步的，所述步骤S1中的含Si化合物为二氧化硅。
[0016]进一步的，所述步骤S1中的含Bi化合物为Bi2O3。
[0017]进一步的，步骤S2中，加热煅烧的操作方法为：将混合后的粉末在900℃下加热4h，然后将预煅烧后的粉末在1400℃下烧结5h。
[0018]在高温中混合物可以得到充分的煅烧，使得各个化合物之间充分反应。
[0019]上述制备步骤制备方法简单，原料易于获取，制备过程中无需进行气氛保护，
[0020]采用了上述技术方案，本专利技术具有以下的有益效果：
[0021](1)通过阳离子取代，将Ln2Si2O7:xBi
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(Ln＝Gd,Y,Lu,Sc)的荧光从450nm调整到403～422nm，最强的吸收峰位于n
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UV区(370
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380nm),其中，Sc2Si2O7:Bi
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在372nm n
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UV激发下产生403nm深蓝色发光，FWHM为41nm，量子产率为41.2％，具备良好的热稳定性，其在全光谱照明领域应用潜力巨大。
[0022](2)采用含Ln化合物、含Si化合物、含Bi化合物等作为原材料来制备近紫外激发的窄带深蓝发光材料，其原材料易于获取，操作过程中仅需要将各化合物进行混合研磨和煅烧，无需保护气氛，操作简单，适合大规模生产。
附图说明
[0023]为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本专利技术作进一步详细的说明，其中
[0024]图1为本专利技术实施例1制备的近紫外激发的窄带深蓝发光材料Sc2Si2O7:Bi
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的XRD、SEM谱图；
[0025]图2为本专利技术实施例1至6制备的近紫外激发的窄带深蓝发光材料Sc2Si2O7:xBi
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的PL激发光谱；
[0026]图3为本专利技术实施例7至12制备的近紫外激发的窄带深蓝发光材料Gd2Si2O7:xBi
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的PL发射光谱；
[0027]图4为本专利技术实施例13至18制备的近紫外激发的窄带深蓝发光材料Y2Si2O7:xBi
3+
的PL发射光谱；
[0028]图5为本专利技术实施例19至24制备的近紫外激发的窄带深蓝发光材料Lu2Si2O7:xBi
3+
的PL发射光谱；
具体实施方式
[0029]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0030]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0031]因此，以下提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032](实施例1)
[0033]本实施例提供一种近紫外激发的窄带深蓝发光材料，其化学结构式为：Sc2Si2O7:Bi
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，其制备过程包含以下步骤：
[0034]S1：按照化学式Sc2Si2O7:Bi
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中的化学计量比，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近紫外激发的窄带深蓝发光材料，其特征在于，其化学结构式为：Ln2Si2O7:xBi
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，其中Ln为Sc，Gd，Y，Lu中的至少一种，1≤x≤6。2.根据权利要求1所述的一种近紫外激发的窄带深蓝发光材料，其特征在于，在PL激发光谱下，其主发射峰为403nm～422nm。3.根据权利要求1或2所述的一种近紫外激发的窄带深蓝发光材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：S1：按照化学式Ln2Si2O7:xBi
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中的化学计量比，分别称取含Ln化合物，含Si化合物，含Bi化合物，将化合物混合后研磨均匀，得到混合物；S2：将步骤S1中得到的混合物加热煅烧，然后冷却，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云，蓝文宁，史俊朋，柳林，
申请(专利权)人：厦门稀土材料研究所，
类型：发明
国别省市：