[发明专利]一种非稀土高量子产率荧光材料及合成方法

说明书

本发明公开了一种非稀土高量子产率荧光材料及合成方法，其合成方法采用MCO₃（M=Sr，Ba）、Ga₂O₃、H₃BO₃及Al₂O₃或/和Bi₂O₃为原料混合压制成粒径为16mm的颗粒，在箱式炉中以1℃/min升温速度加热至840~860℃，并保温20~28h。冷却至室温后，再次将得到的颗粒研磨成粉末，压成粒径为16mm的颗粒，然后在840~860℃下再次煅烧20~28h，再冷却至室温。本发明与现有技术相比，以非稀土为原料，制备成本低，环保、绿色、廉价，且发光效率高，在照明方面具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及荧光材料合成领域，具体地说是一种非稀土高量子产率荧光材料及合成方法。

背景技术

与传统照明相比，LED具有环保、节能、体积小和寿命长等优点。在全球能源短缺的背景下，白光LED在全球照明市场逐渐取代了白炽灯和荧光灯。当前应用显示和照明的荧光粉主要是稀土离子，Ce³⁺和Eu²⁺。稀土在能源材料和超导材料等领域发挥巨大的作用，荧光粉的成本主要来源于稀土离子。因此，寻找合适的稀土替代荧光材料具有十分重要的研究意义。在红色发射的不含稀土的磷光体方面已经取得了进展。例如，K₂TiF₆：Mn⁴⁺红色荧光粉，其量子产率高达98％。尽管已经确定了无稀土的高效红色磷光体，但寻找有效的无稀土蓝色磷光体一直具有挑战性，迄今为止发现的无稀土磷光体的量子效率为低于稀土同类产品，并且在实际使用方面没有竞争力。

现有技术的蓝光荧光材料，使用的是稀土，不但制备成本高，而且还容易污染环境，三废处理困难，治理费用高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种非稀土高量子产率荧光材料及合成方法，其荧光材料使用了非稀土原料，而且具有高量子产率和高发光效率，制备成本低，环保、绿色、廉价。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种非稀土高量子产率荧光材料的合成方法，该方法包括以下具体步骤：

步骤a：按照比例称量原料后，放入玛瑙研钵中并添加过量无水乙醇进行研磨；

步骤b：原料充分混合后，将过量的乙醇干燥，并将混合研磨后的粉末用压力机以6~10Mp的压强压制成粒径为16mm的颗粒；

步骤c：将颗粒置于氧化铝坩埚中，在箱式炉中以1℃ / min的速度加热至840~860℃，并保持20~26小时；

步骤d：冷却至室温后，将颗粒研磨成粉末，再用压力机以6~10Mp的压强压成粒径为16mm的颗粒，然后在840~860℃下再次煅烧20~26h，然后冷却至室温；

步骤e：将煅烧后的颗粒研磨成粉末，获得所述非稀土高量子产率荧光材料；其中：

所述荧光材料记为：M_1-xGa_2-yB₂O₇:xBi³⁺yAl³⁺，其中，x=0.001~0.075，y=0~1；主体化合物为：M_1-xGa_2-yB₂O₇；掺杂非稀土元素为：xBi³⁺yAl³⁺；M = Sr或Ba；

所述原料为：MCO₃、Ga₂O₃、H₃BO₃及Al₂O₃或/和Bi₂O₃；