[发明专利]一种绿色荧光发光无机化合物磷酸锗铅

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种绿色荧光发光无机化合物磷酸锗铅（分子式：PbGeP₂O₈）的合成、晶体生长及应用。

背景技术

具有较强荧光发光能力的无机化合物有着十分重要的潜在应用价值，可开发作为新型功能材料，如白光发光材料、发光染料、激光染料、增感染料、荧光探针等。无机化合物的由于其易制备、稳定性能好、容易实现工业化生产，因而得到了众多科学家的长期关注。

白光发光二极管(White-LED)具有节能、环保等优点，将取代白炽灯和日光灯成为照明市场的主导产品。目前，商用白光LED大部分采用光转换方式，由蓝光激发荧光粉发出黄光，经混合后形成白光，因而，荧光粉成为制备White-LED的关键问题之一，为探索成本低廉、无污染、易产业化的新型荧光材料。另一种产生白光的方法是采用具备不同波长(比如R、Y、G、B不同颜色)LED发出的离散色光混合出白光。还有就是采用同一基质直接激发发射宽谱带（跨白光区域400-700nm）的白光，如：钒酸镁。因此对具有荧光发射能力无机化合物的研究，特别是具有宽发射峰的无机合物的研究具有重要的科学意义和广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于制备磷酸锗铅化合物和磷酸锗铅晶体。

本发明制备的磷酸锗铅化合物，其化学式为PbGeP₂O₈，分子量为469.75。

磷酸锗铅化合物采用高温法合成。具体而言，按Pb:Ge:P的摩尔比为1：1：2，的原料研碎，混合均匀，放入铂坩埚中，在箱式电阻炉中于850左右反应数小时，即可得到无色多晶粉末，纯度可达100%。

本发明制备的磷酸锗铅单晶体，其化学式为PbGeP₂O₈，分子量为469.75 , 属单斜晶系，空间群C2/c，单胞参数为a =16.48(3) ?, b=5.068(8) ?, c=7.963(14) ?, alpha = gamma = 90.00 deg，beta =114.92(3) deg, V = 603.2(18) ?³，Z = 4。在它的最小不对称结构中，有一个Pb原子，一个Ge原子和两个PO₄基团，该化合物的结构可以看作是Ge和周围的六个PO₄通过共顶点连接形成一个沿（b，c）面的[Ge^IV(PO)₄]_n^2n-的层，而Pb离子就填充在层与层之间的空隙中。

磷酸锗铅晶体通过高温法制备。具体而言，以PbO（PbCl₂），GeO₂与NH₄H₂PO₄为原料，按照Pb:Ge:P 的摩尔比为20：1：133，混合均匀研磨，预烧后研磨，然后再高温1050o恒温，接着缓慢降温，最后让其自然冷却到室温，获得无色透明的小片状晶体。

荧光光谱测试表明，激发波长为265nm时，PbGeP₂O₈发出一个长波段的绿色宽峰（350-700nm），其最强峰位于508nm处。

本发明可用于制作荧光发光材料和器件。

附图说明：

图1. 磷酸锗铅晶体的沿c轴方向的结构图；

图2. 磷酸锗铅的纯相粉末图。

具体实施方式

、磷酸锗铅粉末的制备

按Pb:Ge:P的摩尔比为1：1：2比例称好的PbO（PbCl2），GeO₂与NH₄H₂PO₄研磨、混合均匀，放入Pt坩埚中，置于箱式电阻炉中，在850°C反应24小时，即可得到产率为100％的无色粉末纯相。

磷酸锗铅单晶体的制备