[发明专利]一种Eu3+掺杂的钒酸盐荧光材料、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种荧光材料，特别涉及一种铕掺杂的钒酸盐荧光材料、制备方法及其应用。

背景技术

钒酸盐作为无机荧光材料越来越受到人们的关注，钒酸盐基质可以很好地容纳掺杂的稀土离子，作为稀土离子激活的材料，可以通过能量传递把有效的把基质吸收的能量传递给稀土离子，得到稀土离子的发光。它具有很好的化学稳定性和热稳定性，同时也是具有高发光效率的荧光合成材料，且有较高的结晶性和可见光透过性，是一种比较优良的发光材料，因此具有非常广泛地应用。

目前钒酸盐荧光材料多为稀土掺杂材料，例如：以YVO₄:Eu³⁺为代表的三价铕离子激活的钒酸盐红色发光粉是一种优良的荧光材料，广泛适用于高压汞灯、等离子平板显示PDP、阴极射线管CRT 以及医疗闪烁材料。随着现代科技的发展，荧光粉的应用领域也越来越多，传统的钒酸盐红色荧光粉如YVO₄:Eu³⁺已不能适应需要。例如，由于在近紫外和蓝色区域的激发效率很低，并且该体系荧光粉材料易潮解，造成产品使用过程中受环境影响较大，化学稳定性较差。使之在当今迅速发展的白光LED 照明中作为红色发光粉已经不能满足需要。因此开发新型的化学稳定性好，发光效率高的红色荧光粉具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种发光性能好、稳定性高，成本低廉，且制备工艺简单、安全、无污染的铕激活的钒酸盐荧光材料、制备方法及其应用。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：提供一种Eu³⁺掺杂的钒酸盐荧光材料，它的化学式为Na₃M_8-xEu_xV₃O₂₁，其中，M 为La、Gd、Y中的一种，0.001≤x≤1.0；所述荧光材料以铕离子Eu³⁺为激活离子，在300～400纳米的紫外区域具有有效的激发效率。

本发明技术方案所述的Eu³⁺掺杂的钒酸盐荧光材料，其制备方法为高温固相法，包括如下步骤：

1、以含Na元素的化合物，含M元素的化合物，含Eu元素的化合物，含V元素的化合物为原料，按化学式Na₃M_8-xEu_xV₃O₂₁中对应元素的化学计量比称取各原料，式中，M 为La、Gd、Y中的一种，0.001≤x≤1.0；分别研磨后混合均匀；

2、将混合均匀的原料在空气中预烧结1～2次，烧结温度300～700℃，烧结时间为2～10小时；

3、将得到的产物研磨并混合均匀，在空气气氛中煅烧，煅烧温度为700～1200℃，煅烧时间为2～18小时，得到一种Eu³⁺掺杂的钒酸盐荧光材料。

本发明所述的含Na元素的化合物为氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、硝酸钠中的一种。所述的含Eu元素的化合物为氧化铕、硝酸铕、氯化铕中的一种。所述的含V元素的化合物为五氧化二钒、钒酸铵、三氧化二钒、氧化钒中的一种。

上述制备方法的一个优选方案是：步骤2中，烧结温度为350～650℃，烧结时间为4～8小时。步骤3中，煅烧温度为750～1150℃，煅烧时间为4～16小时。

本发明所述的一种Eu³⁺掺杂的钒酸盐荧光材料，将其配合适量的蓝色和绿色荧光粉，涂敷和封装于InGaN二极管外，用于制备白光LED照明器件。

与现有技术相比，本发明技术方案的优点在于：

1、本发明的Eu³⁺激活的钒酸盐红色荧光粉是在近紫外300～400纳米有较强的激发，完全适合近紫外InGaN的发光波长。

 2、制备工艺简单，同时采用化学性质稳定、价格低廉的化合物为原料，降低了合成成本。

3、与商用红色荧光粉Y₂O₂S:Eu³⁺相比,本发明制备易于操作、无污染、环境友好，尤其适合连续化生产。

附图说明

图1为本发明实施例1所制得的Na₃La_7.9Eu_0.1V₃O₂₁材料样品的X射线粉末衍射图谱；