【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发光材料，特别是涉及一种环保无毒全无机白光晶体材料及其制备方法，具体涉及该材料紫外灯下发出明亮的白光，使其适用于二基色白光led以及防伪领域。
技术介绍
1、在光电子学和固态照明领域，为寻求高效、环保和经济实惠的发光材料，近年来进行了广泛的研究。最近，研究人员开始关注全无机卤化物钙钛矿晶体，这些晶体在照明、显示和传感等领域具有广泛的应用潜力，因为它们具备宽带能带结构，可通过成分和结构的调整实现多色发光。特别是全无机钙钛矿材料表现出了卓越的稳定性和发光效率，成为新一代发光材料的焦点研究领域[a adv.mater.2022,34,2201008.]。然而，一些已知的全无机钙钛矿发光材料中含有有毒元素如铅和镉，引发了环境和健康方面的担忧。因此，急需开发无毒替代品，以实现理想的发光性能。
2、成功合成了一系列无毒材料，例如卤化物钙钛矿cs2bibiiix6(bi＝ag+,na+,k+,cs+,etc.,biii＝bi3+,sb3+,in3+,x＝cl-,br-,i-)等，这些材料成功解决了传统钙钛矿发光材料的毒性问题[nano res.2023,16,5572-5591]。尽管如此，我们仍需要进一步研究各种策略以提高发光材料的性能，包括提高光致发光量子产率(plqy)、稳定性和可调性。为了实现实际应用，需要开发成本效益高且环境友好的大规模合成发光材料的方法，并提高plqy。优化合成条件，寻找新的基质材料以及探索创新的生长技术是实现这一目标的关键步骤。
3、实现对光谱的精确控制以及对成分相关的发光机
4、尽管全无机无毒钙钛矿发光材料在光电子学领域具有巨大的潜力，但仍然存在一些挑战。首先，制备这些全无机无毒钙钛矿发光材料需要更加精细的控制和优化工艺，以实现高效的发光性能。其次，必须进一步优化这些材料的生产成本和规模，以满足实际应用的需求。此外，这些材料在多色发射和白光发射方面的性能仍有待进一步提高。
技术实现思路
1、在光照明
，高效、环保且经济实惠的白光发射材料的开发至关重要。本专利技术揭示了一项全新的全无机白光发射材料及其制备方法，该材料的化学组成为a2ca1-x-ycl4(h2o)2:xsn2+,ymn2+，呈现出可调色的白光发射特性。这一突破性研究是以独特的a2ca1-x-ycl4(h2o)2(a＝cs、na、k、rb中的一种)基质为基础，展示了无毒、经济、且适用于大规模应用的原材料和制备方法的优越性。在该基质中，sn2+的存在导致464nm处的宽谱蓝光发射，而mn2+的掺杂则在564nm处实现宽谱橙光发射，源自于mn2+4t1g→6a1g跃迁。值得注意的是，通过调整sn2+与mn2+浓度，可以灵活控制蓝光与橙光发射的比例，从而创造出可调色温的白光，涵盖了从冷色调到暖色调的范围，极适用于先进的白光led应用。
2、为实现上述目标，本专利技术采用了一种水热法合成a2ca1-x-ycl4(h2o)2:xsn2+,ymn2+晶体的创新方法。所使用的原材料包括碱金属氯化物(99.9％)、sncl2·6h2o(99.9％)、cacl2(99.9％)、mncl2(99.9％)，盐酸hcl(40wt％)，与h3po2均可从市场直接购买。以a2ca0.98cl4(h2o)2:0.01sn2+,0.01mn2+为例，合成过程包括将cscl、cacl2、sncl2·6h2o和mncl2混合，以h3po2作为还原剂，确保sn2+保持二价，置于hcl溶液中，在15ml的teflon反应容器中，然后在水热条件下进行反应。反应完成后，通过缓慢冷却至室温，再通过离心分离晶体、乙醇洗涤和干燥的步骤来获得最终的产品。进一步设置a2ca1-x-ycl4(h2o)2:xsn2+,ymn2+中a为cs、na、k、rb中的一种，中心离子均为ca2+，每个分别ca与4个cl与2个h2o配位，形成正八面体。
3、进一步设置是金属盐原料均为氯化物，碱金属氯化物为cscl、nacl、kcl、rbcl中的一种或两种。
4、进一步设置是浓度为20％～30％ hcl水溶液中作为介质。
5、进一步设置是浓度为20％～30％ h3po2作为还原剂。
6、进一步设置是在25至160℃。
7、进一步设置反应时间3～12小时。
8、进一步设置干燥条件：60℃下12小时。
9、相对于现有技术，本专利技术具有如下优点和有益效果：
10、这一专利技术的独特之处在于，它将sn2+和mn2+共掺杂到a2cacl4(h2o)2中，有效实现了sn2+的s-p蓝光发光和mn2+4t1g→6a1g跃迁所产生的黄光发光的互补组合从而简化了白光发射材料的组成，为实际应用提供了新的可能性。该晶体在紫外灯下表现出明亮的白光发射，极其适用于白光led技术，并可用于防伪领域。与传统发光材料相比，本专利技术不含有毒元素，原材料充足，制备工艺简单，适用于大规模工业生产。此外，通过调整sn2+与mn2+浓度，可以实现白光的可调色性，提供更大的应用灵活性。因此，本专利技术为高效、无毒且经济实惠的白光发射体的制备提供了新途径，具有广泛的应用前景。
11、总之，本专利技术的创新点在于新型全无机白光发射材料的化学组成和制备方法，以及其在白光led和防伪领域的应用。通过本专利技术，可以实现更环保和高效的照明技术，为照明产业带来了重要的突破。
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1.一种环保无毒全无机白光晶体材料，其特征在于：该材料的化学组成为A2Ca1-x-yCl4(H2O)2:xSn2+,yMn2+，其中x的取值范围为1～7％，y的取值范围为1～11％，A代表碱金属Cs、Na、K与Rb之一。
2.根据权利要求1所述一种环保无毒全无机白光晶体材料，其特征在于：所得产品在紫外灯下发出明亮的白光，可广泛应用于白光LED和防伪领域。
3.根据权利要求1所述一种环保无毒全无机白光晶体材料的制备方法，其特征在于：使用碱金属氯化物、SnCl2·6H2O、CaCl2、MnCl2作为原料，以H3PO2作为还原剂，在HCl水溶液中反应，在常温或加热条件下进行反应，然后进行抽滤和烘干处理，最终得到无色透明的晶体。
4.根据权利要求3所述的一种制备环保无毒全无机白光晶体材料的制备方法，其特征在于，所述反应中的HCl水溶液质量浓度为10％～40％。
5.根据权利要求3所述的一种制备环保无毒全无机白光晶体材料的制备方法，其特征在于，质量浓度为20％～50％H3PO2作为还原剂。
6.根据权利要求3所述的一种制备环保无毒
7.根据权利要求3所述的一种制备环保无毒全无机白光晶体材料的制备方法，其特征在于，所述反应的时间为3～12小时。
8.根据权利要求3所述的一种制备环保无毒全无机白光晶体材料的制备方法，其特征在于，所述产品烘干温度为40至60℃，时间为3～10小时。
...【技术特征摘要】
1.一种环保无毒全无机白光晶体材料，其特征在于：该材料的化学组成为a2ca1-x-ycl4(h2o)2:xsn2+,ymn2+，其中x的取值范围为1～7％，y的取值范围为1～11％，a代表碱金属cs、na、k与rb之一。
2.根据权利要求1所述一种环保无毒全无机白光晶体材料，其特征在于：所得产品在紫外灯下发出明亮的白光，可广泛应用于白光led和防伪领域。
3.根据权利要求1所述一种环保无毒全无机白光晶体材料的制备方法，其特征在于：使用碱金属氯化物、sncl2·6h2o、cacl2、mncl2作为原料，以h3po2作为还原剂，在hcl水溶液中反应，在常温或加热条件下进行反应，然后进行抽滤和烘干处理，最终得到无色透明的晶体。
4.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘跃晓，王虎，石晋溶，徐文丽，徐玮佑，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：
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