一種以碳酸鈣為單一基質的白光熒光粉及其制備方法技術

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于發光材料領域，具體提供一種以碳酸鈣為單一基質白光熒光粉及其制備方法。
技術介紹
隨著人們節能環保意識的提高，高效白光熒光粉的市場需求日益旺盛。目前實現白光LED的方式主要有芯片組合型和熒光體光轉化型，但都存在比較嚴重的缺陷。芯片組合型的缺點在于其成本較高、工藝較差。熒光體光轉化型一般包括兩種，第一種是通過熒光體的黃色熒光和LED的藍光混合而成，但器件的發光顏色隨驅動電壓和熒光體涂層厚度的變化而變化，色彩還原性差，顯色指數低。第二種是采用近紫外光InGaN管芯激發三基色熒光體實現白光LED。缺點在于熒光體混合物之間存在顏色再吸收和配比調控問題，流明效率和色彩還原性都受到較大影響。單一基質白光熒光粉能在一定程度上克服以上幾種白光熒光體的不足，提高了流明效率和顯色指數；同時其封裝工藝較為簡單。因此開發適合紫外激發的高效單一基質白光熒光粉將是新一代白光LED照明的研究熱點，具有廣闊的經濟前旦-5^ O目前，合成紫外激發的單一基質白光熒光粉的方法普遍存在能耗較大，條件較苛刻等問題。如專利CN 102031109A應用高溫固相法合成單一基質的LiCa3SrMgV3O12 = Eu3+近紫外激發的白光熒光粉，其燒結溫度需要70(Tl000°C ;專利CN 101974334 A應用共沉淀法合成單相稀土釩磷鹽白光熒光粉，其燒結溫度需要70(Tl2(KrC;專利CN 101173171 A應用溶膠凝膠法合成紫外光激發的單一相白光熒光粉，其空氣氣氛下燃燒溫度需要900°C。因此，尋找簡單、節能的合成方法具有重大意義。而碳酸鈣由于其成本低、合成工藝簡單節能，化學和物理性質穩定等優點在作為一種發光基質上被科研研究者開始關注。以碳酸鈣為基質的紅色、藍色熒光粉已有報道，如康明等在人工晶體學報中發表的《CaC03基質紅色熒光粉的合成及其光譜性能分析》一文中提到了碳酸鈣紅粉的合成及其優良的發光性能，但是至今還未見有以碳酸I丐為單一基質的白光突光粉的報道。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種以碳酸鈣為單一基質白光熒光粉。這種熒光粉可以在近紫外光下激發得到較高光效的白光。本專利技術的另一個目的是提供該種白光熒光粉的制備方法。本專利技術所采用的技術方案是—種以碳酸I丐為單一基質的白光突光粉，所述突光粉的化學表達式為CaCO3 :xDy yEu,x,y為摻雜元素Dy、Eu各自的摩爾分數，其中0<x ^ O. I, O ^ y ^ O. I,并且O (y (x+y) O. 5,優選 y : (x+y) = 0.2。優選的，O.01 ^ X ^ O. 04,0 ^ y ^ O. 02。最優選χ=0· OI，y=0. 0025。本專利技術還提供所述的以碳酸鈣為單一基質的白光熒光粉的制備方法，所述方法為配制O. Orimol/L的鈣鹽水溶液，O. Orimol/L的鏑鹽水溶液，O. Of lmol/L的銪鹽水溶液，與O. OTlOmol/L碳酸鹽水溶液、碳酸氫鹽水溶液或尿素水溶液混合,得到混合液,調pH值為6 7，于ΚΓ ΟΟ 攪拌2 72h，再于2(Tl20°C下陳化f 72h，離心分離后過濾，濾餅洗滌并干燥即得所述以碳酸鈣為單一基質的白光熒光粉；所述混合液中Ca、Dy、Eu的物質的量之比為I: X :y ;所述混合液中鈣離子與碳酸鹽離子、碳酸氫根離子或尿素的物質的量之比為I: f 10，優選I: f 8，最優選1:5。所述鈣鹽優選為硝酸鈣、氯化鈣或醋酸鈣。 所述碳酸鹽優選為碳酸銨、碳酸鉀或碳酸鈉；所述碳酸氫鹽優選為碳酸氫銨、碳酸氫鉀或碳酸氫鈉。所述鏑鹽優選為硝酸鏑，所述銪鹽優選為硝酸銪。所述硝酸鏑、硝酸銪可分別通過氧化鏑、氧化銪溶于硝酸制得，這是本領域技術人員公知的方法。所述鈣鹽水溶液的濃度優選為0. 05^1mol/L,更優選為0. 3 lmol/L。所述碳酸鹽水溶液、碳酸氫鹽水溶液或尿素水溶液的濃度優選為0. T8mol/L,更優選為l 6mol/L。所述的銪鹽水溶液的濃度優選為0. 05 mol/L,所述鏑鹽水溶液的濃度優選為0. 05mol/L0所述混合液,調pH值為6 7，通常用氨水調pH。本專利技術所述攪拌的溫度為1(T10(TC，優選2(TlO(TC，攪拌的時間為2 72h，優選2 48小時，更優選2 24小時。本專利技術所述陳化的溫度為2(Tl20°C，優選5(Tl00°C，陳化的時間為l 72h，優選I 48h。所述濾餅洗滌并干燥可將濾餅依次用水、無水乙醇、水洗滌后，再于6(T15(TC下干燥4 48h，制得所述以碳酸鈣為單一基質的白光熒光粉。進一步，本專利技術所述的以碳酸鈣為單一基質的白光熒光粉的制備方法優選按以下步驟進行(1)將氧化銪，氧化鏑分別溶于質量濃度5 10%的硝酸水溶液,加入去離子水配制成摩爾濃度0. 0Γ1 mol/L的硝酸銪水溶液，0. 0Γ1 mol/L的硝酸鏑水溶液；(2)將0. Of lmol/L鈣鹽水溶液，0. Of lOmol/L碳酸鹽水溶液、碳酸氫鹽水溶液或尿素水溶液與步驟(I)配制的0. 0Γ1 mol/L硝酸銪水溶液，0. θΓ mol/L硝酸鏑水溶液在室溫下混合均勻得到混合液，調pH值為6 7，1(T10(TC攪拌2 72h。混合液再在2(Tl20°C下陳化2 72h，獲得沉淀混合物。將沉淀混合物離心分離后過濾，濾餅洗滌并干燥，即得所述以碳酸鈣為單一基質的白光突光粉。本專利技術的有益效果是以簡單的工藝在較低溫度下合成以碳酸鈣為單一基質的白光熒光粉，操作簡單，能耗低，基質碳酸鈣的顆粒小，均勻度好。所得的白光熒光粉，在32(T390nm和450nm有強吸收峰，適合于紫外光LED芯片和藍光LED芯片的激發。發出色溫適中，光效較好的白光。本專利技術合成使用的方法，工藝簡單，條件緩和，能耗低。基質形貌好，顆粒小，均勻度高。摻雜稀土元素銪，鏑元素后，發光效果好，穩定性高。因此，本專利技術提供的以碳酸鈣為單一基質用簡單節能的工藝合成白光LED燈用熒光粉有著重要的意義。附圖說明圖I是實施例I制得的白光熒光粉在575nm激發下的監測光譜。圖2是實施例I制得的白光熒光粉在385nm激發下的發射光譜。圖3是實施例I制得的白光熒光粉在385nm激發下色坐標在CIE色品圖中的位置，其中X軸，y軸分別代表色坐標值。具體實施例方式下面結合具體實施例對本專利技術進行進一步描述，但本專利技術的保護范圍并不僅限于此實施例I CaCO3:0. O IDy: O. 0025Eu 分別稱取氧化鏑O. 23g，氧化銪O. 22g于燒杯中，加入質量濃度10%稀硝酸溶液加熱使其完全溶解，緩慢蒸發除去多余的硝酸至粘稠狀，待冷卻到室溫(20°C )，加入去離子水配成 0.05mol/L Eu (NO3) 3 水溶液 25ml 和 O. 05mol/L Dy (NO3) 3水溶液 25ml。依次稱取四水硝酸韓3. 5g,尿素4. 5g,加入50ml水溶解于250ml燒瓶。加入磁子,攪拌至均勻。然后加入3ml O. 05mol/L硝酸鏑溶液，O. 75ml O. 05mol/L硝酸銪溶液。攪拌混合，獲得混合溶液。使得混合溶液中鏑離子與鈣離子物質的量之比O. 01:1，鈣離子與尿素物質的量之比為1:5，銪離子與銪離子和鏑離子總物質的量之比為20%。用氨水調本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種以碳酸鈣為單一基質的白光熒光粉，其特征在于所述熒光粉的化學表達式為：CaCO3：xDy：yEu，x，y為摻雜元素Dy、Eu各自的摩爾分數，其中：0

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳愛民，李超群，段瑩，胡軍，
申請(專利權)人：浙江工業大學，
類型：發明
國別省市：