一种全无机非铅卤化物多色发光荧光粉的制备方法及其产品和应用技术

本发明专利技术公开了一种全无机非铅卤化物多色发光荧光粉的制备方法及其产品和应用，所述制备方法是在反应容器中加入氯化锑和氯化铟，然后加入盐酸，搅拌均匀后得到第一前驱体溶液；之后在反应容器中加入氯化铯及氯化钠粉末，加热搅拌得到第二前驱体悬浊液；在继续搅拌加热反应过程中，加入氯化钠粉末，得到第三前驱体悬浊液；最后经抽滤、洗涤及烘干后得到具有发光颜色的荧光粉。采用本发明专利技术所述方法制备的荧光粉具有发光量子效率高，发光全光谱可调谐，可模拟真实的太阳光谱，且其物化性能稳定，具有优良的环境稳定性，可用于室内照明，植物生长补光等领域。长补光等领域。长补光等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种全无机非铅卤化物多色发光荧光粉的制备方法及其产品和应用


[0001]本专利技术涉及的是无机半导体发光材料
，具体地说是一种全无机非铅卤化物多色发光荧光粉的制备方法及其产品和应用。

技术介绍

[0002]铅卤钙钛矿因其优越的光电性能、低廉的溶液制备成本引起广泛关注。在光伏、光探测器、闪烁体和发光二极管等方面具有极大的应用潜力。然而，由于A类重金属离子铅的毒性和较差的稳定性，极大地阻碍了其实际应用范围。同时，铅还存在泄漏的风险，对水、植物和生态圈会造成不可忽视的潜在危害。铅卤钙钛矿对水、热、氧和光照都敏感，在光场或电场运行的环境下面临严重的材料不稳定性，极易分解失效，极大地限制其商业化发展。
[0003]以上的痛点促使人们尝试寻找环境友好、稳定且具有类似外层电子配置的光电材料体系。铟基冰晶石卤化物（Cs2InCl6）或卤化物双钙钛矿（(Cs2NaInCl6)）具有与有机
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无机杂化卤化铅钙钛矿相似的晶体结构，对环境友好且更稳定，是铅卤钙钛矿材料的良好替代品。然而，其带隙往往较宽且电子跃迁涉及光学禁阻，其发光不在可见光范围且效率较低。通过掺杂额外的离子，是打破材料的自旋禁阻跃迁并提供额外的发射中心的有效方法。实验结果表明，通过掺入微量的Bi或Sb就足以将材料的带隙从间接带隙转变为直接带隙，促进光的吸收并提高发光效率。（Liu Y, Jing Y, Zhao J, et al.Chemistry of Materials, 2019, 31(9): 3333
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3339.）更重要的是，材料具有软晶格的特性，其能量传递过程涉及晶格的自发畸变，形成自陷激子，能够产生高效的白光（Zhou B, Liu Z, Fang S, et al. ACS Energy Letters, 2021, 6(9): 3343
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3351.）、（Liu X, Xu X, Li B, et al. Small, 2020, 16(31): 2002547. ）。此外，受激电子和空穴引起的弹性变形会降低能量，从而具有较大的斯托克斯位移，以避免自吸收，减少了材料的非辐射过程，降低了使用中的热效应，是优异的白光荧光粉材料。然而，通过阳离子合金化来改变材料的能量传递过程，从而改变材料的发光性能的研究还相对较少。本方法主要通过这一途径获得这类多色发光的荧光粉。本制备方法成本低且易操作，制备得到的样品具有荧光效率高、环境稳定性好的特点。因此，本方法制备的多色发光荧光粉可望在室内照明，植物生长补光等领域得到大规模工业化应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是针对
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供一种具有发光可调、高量子效率和高稳定性的无A类重金属Pb，Cd，Hg的荧光粉材料及其制备方法，通过简单的搅拌加热，使用氯化钠作为合金试剂来改变材料的组成成分，从而获得无机非铅卤化物多色发光荧光粉材料，具体地说是一种全无机非铅卤化物多色发光荧光粉的制备方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种全无机非铅卤化物多色
发光荧光粉的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：步骤一：在反应容器中先加入氯化锑和氯化铟，然后加入盐酸，搅拌至完全溶解，搅拌均匀后形成透明溶液，即得到第一前驱体溶液；步骤二：将氯化铯粉末加入反应容器中，与第一前驱体溶液混合，并加热搅拌，搅拌均匀，得到具有黄色发光的白色荧光粉悬浊液；步骤三：将步骤二得到的白色荧光粉悬浊液继续搅拌，经加热反应后，将氯化钠粉末加入，继续加热搅拌，得到高效稳定的暖白光荧光粉，即得到第二前驱体悬浊液；步骤四：将步骤三得到的第二前驱体悬浊液继续搅拌，在加热反应过程中，继续加入一定量的氯化钠粉末，得到高效稳定的蓝光荧光粉，即得到第三前驱体悬浊液；之后再继续搅拌加热反应，经反应后快速降温，并加入无水乙醇抽滤，经抽滤后再加乙醇洗涤，最后离心并烘干，得到具有发光颜色的荧光粉。
[0006]进一步地，本专利技术所述的制备方法，其中所述氯化锑、氯化铟的摩尔质量比为1:4。
[0007]进一步地，本专利技术所述的制备方法，其中在所述步骤一中加入的盐酸为浓盐酸，所述浓盐酸的加入量按0.2mmol氯化锑加入5ml的浓盐酸，所述氯化锑、氯化铟和浓盐酸在600 r/min的转速下搅拌至形成透明溶液即可。
[0008]进一步地，本专利技术所述的制备方法，其中在所述步骤二中，将氯化铯粉末加入反应容器中，搅拌加热至92℃，反应30 min，形成紫外灯下发射黄光的白色荧光粉。
[0009]进一步地，本专利技术所述的制备方法，其中在所述步骤二中，所述氯化铯、氯化锑、氯化铟的摩尔质量比为100:20:80。
[0010]进一步地，本专利技术所述的制备方法，其中在所述步骤三中，将氯化钠粉末加入白色荧光粉悬浊液中，搅拌加热至92℃时，反应30 min后，获得高效稳定的冷白光荧光粉。
[0011]进一步地，本专利技术所述的制备方法，其中在所述步骤三和步骤四中，第一次加入氯化钠和第二次加入氯化钠的摩尔比为12:100。
[0012]进一步地，本专利技术所述的制备方法，其中在所述步骤四中，当继续加入氯化钠粉末后，反应10min，得到高效稳定的蓝光荧光粉；而步骤四中所述快速降温为以10～20℃/min的速度冷却至室温。
[0013]本专利技术还提供了一种全无机非铅卤化物多色发光荧光粉，所述多色发光荧光粉由上述方法制得，所述多色发光荧光粉在紫外灯照射下可呈现明亮的黄光、冷白光或蓝光。
[0014]本专利技术还提供了上述全无机非铅卤化物多色发光荧光粉的应用，将所述全无机非铅卤化物多色发光荧光粉作为荧光材料可模拟真实太阳光谱，且其物化性质稳定，具有优异的环境稳定性，可使用在室内照明及植物生长补光设备等领域。
[0015]采用本专利技术所述的一种全无机非铅卤化物多色发光荧光粉的制备方法及其产品和应用，与现有技术相比，其有益效果在于：本专利技术提供的制备方法通过简单的搅拌加热，降温结晶，不使用配体的方法就可以获得高荧光量子效率和高稳定性的无机非铅卤化物多色发光荧光粉，有利于在工业界得到大规模的应用。通过氯化钠作为合金试剂来调节材料组分，可以有效调节材料中掺杂离子的材料中的能量传递过程，从而制备得到多色发光荧光粉，发光颜色可在蓝光到黄光随组分可调，且荧光稳定性高，可以作为发光材料应用于显示照明或植物生长补光等领域中。采用本专利技术所述制备方法，其工艺方法简单，易于操作实现，可大规模工业化应用。
附图说明
[0016]下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。
[0017]图1 为本专利技术制备的荧光粉在空气环境中2个月的发光变化数码照片；图2 为本专利技术制备的荧光粉的粉末X射线衍射图；图3为本专利技术实施例一制备的荧光粉的荧光效率示意图；图4为本专利技术实施例二制备的荧光粉的荧光效率示意图；图5为本专利技术实施例三制备的荧光粉的荧光效率示意图；图6为本专利技术实施例一制备的荧光粉在紫外灯照射下PL随时间变化的示意图；图7为本专利技术实施例二制备的荧光粉在紫外灯照射下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全无机非铅卤化物多色发光荧光粉的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤一：在反应容器中先加入氯化锑和氯化铟，然后加入盐酸，搅拌至完全溶解，搅拌均匀后形成透明溶液，即得到第一前驱体溶液；步骤二：将氯化铯粉末加入反应容器中，与第一前驱体溶液混合，并加热搅拌，搅拌均匀，得到具有黄色发光的白色荧光粉悬浊液；步骤三：将步骤二得到的白色荧光粉悬浊液继续搅拌，经加热反应后，将氯化钠粉末加入，继续加热搅拌，得到高效稳定的暖白光荧光粉，即得到第二前驱体悬浊液；步骤四：将步骤三得到的第二前驱体悬浊液继续搅拌，在加热反应过程中，继续加入一定量的氯化钠粉末，得到高效稳定的蓝光荧光粉，即得到第三前驱体悬浊液；之后再继续搅拌加热反应，经反应后快速降温，并加入无水乙醇抽滤，经抽滤后再加乙醇洗涤，最后离心并烘干，得到具有发光颜色的荧光粉。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于: 所述氯化锑和氯化铟的摩尔量比为1:4。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤一中加入的盐酸为浓盐酸，所述浓盐酸的加入量按0.2mmol氯化锑加入5ml的浓盐酸，所述氯化锑、氯化铟和浓盐酸在600 r/min的转速下搅拌至形成透明溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙智国，魏昌庭，陈红亮，苏洁，何登婷，但红敏，杨波涛，韩世刚，周艳梅，
申请(专利权)人：安顺学院，
类型：发明
国别省市：