[发明专利]二价铋离子掺杂硫酸钡红色荧光材料及其制备方法无效
申请号: | 201210462058.9 | 申请日: | 2012-11-15 |
公开(公告)号: | CN102965100A | 公开(公告)日: | 2013-03-13 |
发明(设计)人: | 曹人平;彭明营;邱建荣 | 申请(专利权)人: | 华南理工大学 |
主分类号: | C09K11/56 | 分类号: | C09K11/56 |
代理公司: | 广州市华学知识产权代理有限公司 44245 | 代理人: | 蔡茂略 |
地址: | 510641 广*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 二价 离子 掺杂 硫酸钡 红色 荧光 材料 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及红色荧光材料领域,特别涉及二价铋离子掺杂硫酸钡红色荧光材料及其制备方法。
背景技术
随着人类社会的发展,能源短缺和生态环境污染越来越威胁着人类生存,成为人类必须解决的问题。目前,大力推广与应用低能耗(目前照明光源的10-15%左右)、发光效率高(目前照明光源的8-10倍左右)、使用寿命长(目前照明光源的10倍左右)、不含有汞等性能的固态LED照明技术就是其中方案之一。固态LED照明可以广泛地应用在汽车、交通、军事及人们日常生活等。
目前商用的二基色白光LED主要是采用蓝光InGaN芯片激发Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce3+)黄色荧光粉。由于缺少红色荧光粉,使其在红色光谱区发光较弱,从而导致其色温偏高,显色指数偏低。为了解决这个局限,可以考虑在二基色白光LED中增加一种可被蓝色LED芯片激发的红色荧光粉,从而形成一种三基色(蓝、黄、红)的白光LED。
近十年来,稀土掺杂的红色荧光粉被相继报道,如:Eu、Sm、Pr等稀土离子掺杂的氮化物、氮氧化物、硅酸盐、铝酸盐等。其中,稀土掺杂的氮化物、氮氧化物发光性能优越,量子效率超过70%,已经得到了应用。但是氮化物、氮氧化物的制备条件通常比较苛刻,需要高温(>1700℃)、高压(>5个大气压)及特殊条件,这些条件对设备的要求很高,从而影响荧光粉的价格不能够降低。稀土是一种稀有金属,随着大量的开采和应用,稀土的价格越来越高,从而提升了荧光粉的价格。
在1886年Lecoq de Boisbaudran,C.R.报道Bi掺杂的硫酸碱土金属盐发红光现象,F.A.在1949年证实了这种现象,在1994年,Mariska.A分析是这种红色光由于二价铋引起的。随后人们先后研究了二价铋发红光现象,Srivastava.A在1998年报道了二价铋掺杂磷硼酸碱土金属盐;Peng.M.Y.在2009至2010年报道了二价铋掺杂磷酸碱土金属盐和磷硼酸碱土金属盐。二价铋主要是代替基质(如:磷酸盐、硫酸盐及磷硼酸盐)中的钡或锶离子。二价铋掺杂的红色荧光粉有三个激发峰,分别位于260nm、452nm与592nm左右,发射峰位于627nm左右。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足,本发明的目的在于提供一种二价铋离子掺杂硫酸钡红色荧光材料,具有在紫外和蓝光光谱区吸收,紫外或蓝光激发下具有覆盖580~720nm区间的红光荧光,其荧光寿命为10微秒左右,其荧光具有良好的抗热淬灭特性。
本发明的另一目的在于提供上述二价铋离子掺杂硫酸钡红色荧光材料的制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
二价铋离子掺杂硫酸钡红色荧光材料,该红色荧光材料属正交晶系,其中元素的摩尔比为Ba:S:Bi =(1-x):1:x,0.0005≤x≤0.012。
二价铋离子掺杂硫酸钡红色荧光材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取原料:按元素摩尔比Ba:S:Bi=(1-x):1:x,其中0.0005≤x≤0.012,分别称取含钡化合物原料、含铋化合物原料及含硫化合物原料;
(2)预烧:步骤(1)称取的原料经过研磨混匀后,在温度为300~500℃下预烧3~5小时;
(3)烧制:将预烧后的样品取出,再次研磨混匀后,在温度为900~1100℃下烧制3~5小时,得到二价铋离子掺杂硫酸钡红色荧光材料。
步骤(2)所述预烧在空气气氛下进行。
步骤(3)所述烧制在空气气氛下进行。
步骤(1)所述含钡化合物原料为碳酸钡、碳酸氢钡、硝酸钡、氯化钡、磷酸钡、磷酸氢钡、草酸钡和醋酸钡中的任一种。
步骤(1)所述含硫化合物原料为硫酸铵、硫酸氢铵中的任一种。
步骤(1)所述含铋化合物原料为三氧化二铋、铋粉、碳酸铋、碱式碳酸铋、氯化铋、硝酸铋、醋酸铋及草酸铋中的任一种。
本发明的二价铋离子掺杂硫酸钡红色荧光材料与现有的二价铋掺杂的其它红色荧光材料相比有以下优点和有益效果:
1、现有的二价铋掺杂的其它红色荧光材料需要在还原气氛下(如:氮氢混合气体或氢气等)制备,本发明的二价铋离子掺杂硫酸钡红色荧光材料可以直接在空气中制备,制备操作简单、反应条件容易控制;
2、本发明的二价铋离子掺杂硫酸钡红色荧光材料耐水性、耐温度性能好。
附图说明
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