[发明专利]一种BCNO材料、其制备方法及其在荧光材料中的应用

说明书

本申请提供了一种BCNO材料、其制备方法及其在荧光材料中的应用。所述BCNO材料的形貌为平均粒径0.5μm～3μm的微球，该BCNO材料具有微米级尺度和球形形貌，粒径分布均匀，用于LED，可改善初始光通量和光衰，在LED领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本申请涉及一种BCNO材料的制备方法及其在荧光材料中的应用，属于无机材料制备领域。

背景技术

目前的荧光粉材料大都以稀土元素作为激活剂而发光，不仅价格昂贵，合成温度较高(900℃以上)，需要保护气氛(氮气或氩气)或还原性气氛(氢气)烧结，而且稀土氯化物的毒性较大，严重污染环境。

BCNO是一种非稀土掺杂发光的荧光粉，由于其不需要稀土元素掺杂即可发光而得到了广泛关注。BCNO荧光粉具有制备温度较低(700～900℃)、不需要保护气氛烧结(即在空气中实现烧结)、节能环保、激发光谱范围宽(从紫外到蓝光)、发射光谱可调(可见光范围)等众多优点，在白光LED照明和显示、荧光素、生物荧光成像、DNA标记和医学等领域具有广阔的应用前景。

荧光粉颗粒形貌良好与否，直接影响到LED器件的初始光通量和光衰。对于同一类型的荧光粉，结晶良好、颗粒形貌规则的荧光粉亮度通常比较高，这个规律适用于各类型的荧光粉。目前，人们制备的BCNO材料主要是烧结法制备，得到的产物形貌不均一，烧结的大颗粒较多，这极不利于其在LED领域的应用。而具有形貌的BCNO的合成方法较少，目前人们采用熔盐法和硬模板法合成了BCNO纳米颗粒；采用静电纺丝方法合成了BCNO纳米线。目前为止还未见关于合成微米球BCNO的报道。在已知的合成方法中，一般都采用一种含硼物质作为碳源(如硼酸等)，含氮有机物作为氮源(如尿素、三聚氰胺等)，及一种含碳有机物作为碳源(如柠檬酸等)。另外，人们普遍采用尿素燃烧法(烧结温度为700～900℃，烧结时间为30～120分钟)合成BCNO荧光粉，该方法虽然工艺简单，但是该方法的形貌可控性较差。因此，合成均一球形貌的BCNO材料具有重要的研究意义。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供一种BCNO材料(硼碳氮氧材料)，该BCNO材料具有微米级尺度和球形形貌。所得BCNO材料粒径分布均匀，用于LED，可改善初始光通量和光衰，在LED领域具有广阔的应用前景。

所述BCNO材料，其特征在于，所述BCNO材料的形貌为平均粒径0.5μm～3μm的微球。

优选地，所述BCNO材料的形貌为平均粒径0.5μm～2.5μm的微球。进一步优选地，所述BCNO材料的形貌为平均粒径0.694μm～2.22μm的微球。

优选地，所述BCNO材料的粒径分布标准偏差为0.05～0.4。进一步优选地，所述BCNO材料的粒径分布标准偏差为0.05～0.35。更进一步优选地，所述BCNO材料的粒径分布标准偏差为0.071～0.322。

作为一种最优选的实施方式，所述BCNO材料的形貌为平均粒径0.694μm～1.99μm的微球，粒径分布标准偏差为0.071～0.168。

根据本申请的又一方面，提供了一种BCNO材料的制备方法，该方法通过采用三聚氰胺甲醛树脂微球作为前驱体，同时起到氮源和碳源的作用，获得了微米球荧光粉；该方法简单环保，适合大规模工业化生产。

所述BCNO材料的制备方法，其特征在于，以三聚氰胺甲醛树脂微球为氮源和碳源，以硼酸为硼源，于300℃～700℃下保持不少于10min得到。

所述BCNO材料是指具有六方氮化硼结构的硼碳氮氧材料。

本领域技术人员可根据最终需要制备得到的BCNO材料的要求，选择合适粒径范围的三聚氰胺甲醛树脂微球。优选地，所述三聚氰胺甲醛树脂微球的平均粒径为1μm～6μm。作为一种优选的实施方式，所述三聚氰胺甲醛树脂微球的平均粒径为4μm～6μm。作为又一种优选的实施方式，所述三聚氰胺甲醛树脂微球的平均粒径为1μm～2μm。