[发明专利]一种近紫外激发的硅酸盐荧光粉及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种近紫外激发的硅酸盐荧光粉及其制备方法和应用，荧光粉的化学通式是M_4‑xN₆O(SiO₄)₆:xEu²⁺，其中M为Ca、Sr、Ba中的至少一种，0.005≤x≤0.6；N为Y、La、Gd、Lu中的至少一种。本发明荧光粉稳定性好，在250~500 nm的近紫外光激发下，材料发出明亮的绿光，且该材料能够在不同紫外光激发下，发射不同波段的可见光，适用于防伪材料领域。本发明荧光粉采用高温固相法制备，方法操作简单，能够实现大规模生产应用。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，具体地说是涉及一种近紫外激发的硅酸盐荧光粉及其制备方法和应用。

背景技术

各种防伪策略被研究者不断开发。在过去的几十年里，如简单的标签防伪、等离子体技术、磁性材料防伪、全息防伪技术等已经得到发展，在这些防伪技术中，由于发光材料设计简单、可视性好、颜色可调等很多优点，被广泛用于防伪技术。尤其是稀土发光防伪技术引起了很多研究者的兴趣，得到了他们的极大关注。虽然目前已有一些应用于防伪技术的发光材料，但仍存在发光性能不理想、温度性差、应用范围受限等问题。因此研究一种适用于防伪领域的性能理想的发光材料具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种近紫外激发的硅酸盐荧光粉及其制备方法和应用，以解决现有应用于防伪的发光材料性能不理想的问题，以为防伪材料市场需求提供更多选择。

本发明技术方案为：一种近紫外激发的硅酸盐荧光粉，其化学通式为：M_4-xN₆O(SiO₄)₆:xEu²⁺，其中M为Ca、Sr、Ba中的至少一种，0.005≤x≤0.6；N为Y、La、Gd、Lu中的至少一种。

一种上述的硅酸盐荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

（a）按照上述荧光粉的化学通式中各元素的化学计量比，分别称取M、N、Eu、Si的氧化物或碳酸盐为原料；

（b）将所称取的原料混合后研磨均匀，得到混合粉体；

（c）将所述混合粉体放进刚玉坩埚内，然后置于高温电阻炉中，在碳还原或者氢气还原氛围里，自室温起，以150~600℃/h的速率升温至1350~1600℃，并保温2~10h进行焙烧，之后降至室温；

（d）将焙烧所得产物充分研磨，加乙醇和去离子水进行洗涤，然后干燥、过筛，即得所述的硅酸盐荧光粉。

步骤（b）中，混合研磨时加入助熔剂，所述助熔剂为LiF、NaF、CaF₂、SrF₂、BaF₂、H₃BO_3、SiO₂中的至少一种，助熔剂为整体质量的0.5~5%。

步骤（b）和（d）中，研磨时间是5~30 min。

步骤（c）中，烧结气氛为碳还原氛围，或者为氮氢混合气还原氛围，其中，氢气占比为5~50%。

上述的近紫外激发的硅酸盐荧光粉在防伪材料中的应用。

本发明所提供的荧光粉在250~500 nm范围内产生宽谱吸收，适合近紫外-蓝光激发，并发出波段在450~650 nm的宽谱绿光发射，有着很好的应用前景。

本发明所提供的荧光粉的发光颜色几乎不随环境温度发生改变，即本发明中的荧光粉在不同的温度下发光颜色比较稳定。

本发明利用阳离子替换的方法，制备出有激发波长依赖的荧光粉，在不同激发下，发出不同波段的可见光。同时，阳离子替换改变结构刚性，使得Eu³⁺离子不能完全被还原，在290 nm左右的激发下存在明显的Eu³⁺发射。