[发明专利]一种氮氧化物荧光材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种氮氧化物荧光材料及其制备方法和应用，所述氮氧化物荧光材料的分子式为La_1‑x‑yEu_yCa_xSiO_2+xN_1‑x，其中，0≤x＜1，0＜y≤0.1，所述氮氧化物荧光材料的基质中固溶激活剂Eu而被激活，从而具有发光特性。所述氮氧化物荧光材料是由La₂O₃粉体、CaCO₃粉体、Si₃N₄粉体、SiO₂粉体、Eu₂O₃和/或EuF₃和/或EuCl₂粉体混合后，在氮气‑氢气混合气氛或者氮气‑氢气‑氨气混合气氛下、于1300～1550℃温度范围保温烧结得到。所述氮氧化物荧光材料被紫外光激发后，可调控地发射出蓝光、绿光、黄光系列荧光，量子产率高，在照明领域具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及荧光材料，尤其是一种氮氧化物荧光材料及其制备方法和应用。

背景技术

稀土Eu²⁺掺杂荧光材料的光学性能与荧光材料基质的晶体结构，尤其与稀土离子的局域配位结构，直接相关。通常，材料晶体结构的确认依赖于实验和计算两个方面。从实验层面上讲，可以通过解析X射线衍射数据确认材料的晶体结构。从理论计算层面上讲，可以基于密度泛函理论(DFT)计算构建材料的晶体结构。La-Si-O-N材料体系，包括LaSiO₂N，La₅Si₃O₁₂N，La₄Si₂O₇N₂，La₂Si₆O₃N₈等被作为典型荧光材料体系得到广泛的研究。然而，长久以来关于LaSiO₂N的晶体结构的研究一直争议不断，目前文献中都将其晶体结构默认为无机晶体结构数据库(ICSD)中的六方晶系，空间群为P-6c2，参见非专利文献1(MorganP.E.D,et al“Journal of Materials Science”1977；12:2343-2344)，然而，在该晶体结构中，La存在2种配位结构，LaO₆和LaO₆N₆，即N原子存在明显富集现象，从能量最低角度，ICSD中六方的LaSiO₂N的结构模型是不稳定的。LaSiO₂N晶体结构的确定对于研究其稀土掺杂的光学性能十分重要。此外，在Eu掺杂LaSiO₂N荧光材料中，由于Eu²⁺和La³⁺价态不匹配，通常会存在Eu²⁺和Eu³⁺共存的现象，Eu³⁺的存在导致发光材料性能不佳，参见非专利文献2(ChenJ,et al“ScientificReports”2016；6:31199)。

发明内容