[发明专利]天然矿物凹凸棒石制备黄色荧光粉Sr3SiO5:M1,M2(M1=Ce3+或Eu2+,M2=Li+或Ba2+)

说明书

技术领域：

本发明所属领域为无机矿物材料应用，具体为利用一种天然无机矿物凹凸棒石合成白光LED用黄色荧光粉Sr₃SiO₅∶M₁，M₂(M₁＝Ce³⁺或Eu²⁺，M₂＝Li⁺或Ba²⁺)的方法。

背景技术：

凹凸棒黏土简称凹土，又名坡缕石，是一种含水富镁铝的硅酸盐矿物，典型的化学式为Mg₅Si₈O₂₀(OH)₂(OH₂)₄·4H₂O，结构独特，单根纤维晶的直径在20～70nm左右，长度约为0.5～5μm，是一种天然的一维纳米材料，具有诸多优异性能，是一种具有特殊结构和功能的重要非金属黏土矿物，被称为“千土之王，万用之土”。产品不仅涉及化工、机械、能源、汽车、轻工、冶金、建材等传统行业，而且进入以信息、生物、航空航天、海洋开发、新材料和新能源为代表的高技术产业。随着新的应用要求不断出现，其应用范围也将进一步拓宽。我国凹土矿产资源丰富，价格低廉，但研究起步比较晚，其研发、生产和加工水平比较落后，凹土产品主要应用在比较低端的行业(初级产品和一些低附加值产品)。因此，开发高技术含量、多样化、能满足不同行业需求的凹土产品，将是我国凹土行业发展的方向。

白光光发射二极管以高效、节能、环保和长寿命等特点受到人们的广泛关注，已被看作可以取代传统照明光源的新型固态光源，成为当今照明领域的研究热点。目前，获取白光LED的途径大约有三种，即光转换型、多色组合型和多量子阱型。光转换型是指将光转换材料涂在LED上，部分吸收LED发射的蓝光产生与蓝光互补的555nm的黄光，利用透镜原理将互补的黄光和蓝光混合以得到白光；或者将若干种光转换材料涂在产生近紫外发射的LED上，全部吸收LED的发射产生红、绿、蓝发射，从而复合得到白光发射。综合技术、工艺、生产成本等因素的影响，目前最有可能实现产业化的是光转换型白光LED，光转换材料的研究也是当今发光材料研究领域中前沿课题。已商品化的白光LED的主流方案是利用GaN蓝光半导体芯片激发产生550nm黄光的掺Ce³⁺钇铝柘榴石[Y₃Al₅O₁₂∶Ce³⁺(YAG)∶Ce³⁺]荧光粉，蓝光和黄光混合获得白光，但所合成的白光色温偏高，显色指数低。如果能将荧光粉的黄光向长波红移，会获得暖白色的白光，从而提高白光LED的显色性。基于YAG∶Ce³⁺荧光粉存在的缺陷，白光LED用新型荧光粉的研究成为当前的重要任务。

硅酸盐体系荧光粉具有激发光谱范围宽(240～500nm)、发射光谱范围宽(430～630nm)并连续可调、光转换效率高且耐老化等优异性能，非常适用于近紫外芯片或蓝光芯片，甚至是蓝绿色芯片所激发的白光LED。Park研究组报道的Sr₃SiO₅∶Eu²⁺，Ba²⁺(Park J K，Kim C H，Park S H，et al.Appl Phys Lett，2004，84：1647-1649)、Sr₃SiO₅∶Eu²⁺(Park J K，Choi K J，Yeon J H，et al.Appl Phys Lett，2006，88：043511)和Jang研究组报道的Sr₃SiO₅∶Ce³⁺，Li⁺(Jang H S，Jeon D Y. Appl Phys Lett，2007，90：041906)等硅酸盐材料，用405nm或者460nm的LED芯片激发这种荧光粉可以得到白光LED，该类材料与YAG:Ce相比，发射峰更靠近长波方向，因此，对制备暖色调白光LED器件十分有利。