一种焦磷酸盐基质的红光荧光粉及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无机荧光粉材料领域，具体的说是一种焦磷酸盐荧光粉基质及其利用该基质制备红色荧光粉的方法。
【背景技术】
[0002]白光发光二极管(WLED)作为一种新型固体光源，与传统的照明光源(白炽灯、荧光灯)相比，具有节能、高效、寿命长、绿色环保、可靠性好等诸多优点，这种新型光源必为新一代照明光源，对环境、能源以及提高人们生活质量等方面有深远的意义。
[0003]目前，实现白光LED主要通过以下三种方式:1.蓝光芯片(In-GaN)激活黄色荧光粉钇铝石榴石(YAG = Ce)，使得蓝光与黄光混合形成白光；2.将红、绿、蓝三基色LED芯片组装在一起，通过控制三基色芯片的电流而实现白光；3.通过近紫外芯片激活红、绿、蓝三基色荧光粉获得白光。商用的白光LED主要是第一种方式获得白光，而此类白光LED缺少红色区域的光谱，导致其显色指数不好，解决现有技术中发射光谱的红光成分较少的问题变得尤为重要。
[0004]已报道的单基质白光荧光粉有:2007年，中国科学院长春光学精密机械与物理研宄所孟庆裕，王晓君等人发明了《近紫外或蓝光激发的红色荧光粉及其制备方法》(中国专利，专利号200710056300.1。2011年，中国科学院长春光学精密机械与物理研宄所张家骅，刘永福等人发明了《一种基于紫外光激发的红色荧光粉》(中国专利，专利号201110130695.1)，制备出(Β&1_χΜηχ) (SCl_yCey) 2 (S14) 6红色发光材料。2012 年，中科院福建物质结构研宄所，黄得财，周有福等人发明了《一种四钨酸盐红色荧光粉及其制备方法》(中国专利，专利号CN201210028307.3)，报道了以钨酸盐Na5La^Eux (WO4) 4为基质，掺杂Eu 3+离子的红色发光材料。2013 年 D.V.Sunitha, H.Nagabhushan 等人报道了 Ca2Si04: Eu3+红色光荧光粉(J.Alloys Compd.575 (2013)，434-443)。
[0005]与硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐、磷酸盐以及稀土氧化物等体系发光材料相比，焦磷酸盐体系发光材料具有价格低廉、耐老化性好、热稳定性高、机械加工性能优良等优点，且生产设备简单，易实现工业化生产。本发明中利用Sm3+离子在焦磷酸锶锌基质中的掺杂，获得红色光。
【发明内容】
[0006]本发明的目的之一是提供一中Sm3+离子掺杂的焦磷酸锶锌基质红色荧光粉。
[0007]本发明的另一个目的是提供一种生产过程安全、环保，且工艺路线简单的焦磷酸锶锌单基质红光荧光粉的制备方法。
[0008]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
该焦磷酸锶锌红色荧光粉，其化学表达式为:(SrZn) 2_XP207: xSm3+，其中
0.01 ( 0.10。合成步骤包括以下几步:
(I)以 ZnO (分析纯)、SrCl2.6Η20 (99.9%), Sm2O3 (99.9%)以及(NH4)2HPO4 (分析纯)为原料，并按化学计量比准确称取上述原料；
(2)将上述原料在玛瑙研钵中研磨均匀装入刚玉坩祸中；
(3)将上述混合物置于马弗炉中，在空气气氛中，900-1000°C下煅烧，保温l_5h后自然冷却，最后可获得所需材料。
[0009]发明原理:在本发明中，(SrZn)2_Q.Q4P207: 0.04Sm3+在404 nm发射波长监测下，分别在570 nm, 595 nm, 648 nm处出现3个发射峰，分别对应于Sm3+的4G5/2 - 6H5/2, 4G572 -6H7/2, 4G5/2 - 6H9/2的特征电子跃迀，其中最强峰位位于595 nm处，在红色发光区域，与Sm3+的6H7/2跃迀相对应，属于允许跃迀。在595 nm激发波长监测下，在350-500 nm处出现一系列的尖锐激发峰。Sm3+离子由基态6H5/2至各激发态的典型的f - f跃迀，其中404nm最强激发峰对应于Sm3+的6H5 / 2— 4F7/2跃迀吸收，经紫外灯照射时显示红光；本发明实现了设计发明的两个目的，并与现有技术相比具有以下优点:
(O以焦磷酸锶锌为基质，化学性质稳定，价格低廉；
(2)煅烧温度相对较低，节约能源；
(3)设备简单易操作。
【附图说明】
[0010]图1实施例的XRD谱图。
[0011]图2实施例的荧光激发光谱和荧光发射光谱。
【具体实施方式】
[0012]实施例(SrZn) 2_Q.Q4P207: 0.04Sm3+红光发光材料的制备:按照化学计量比，分别准确称取 1.464g ZnO (分析纯)、13.064g SrCl2.6H20 (99.9%)、0.532g Sm2O3 (99.9%)以及13.206g (NH4)2HPO4 (分析纯)。将原料在研钵中充分研磨混匀，放入刚玉坩祸中，置于马弗炉中，在空气气氛中，在950°C下煅烧2h后自然冷却到室温，将所得固体研磨成粉状，得到红色焦磷酸锶锌发光材料。图1为实施例发光材料的XRD谱图，其荧光激发和发射光谱如图2所示。由图1可知，通过本发明方法得到的荧光粉的衍射峰与焦磷酸锶锌标准卡片一致。从图2可知，在350 nm-500 nm范围内能有效激发该材料，在404 nm紫外光激发下，其发射峰值位于570 nm，595 nm, 648 nm处，对应红色发光区域。
【主权项】
1.一种焦磷酸锶锌单基质红光荧光粉，其主要成分为(SrZn) 2_XP207: xSm3+，其中0.0l 彡 X 彡 0.10。
2.根据权利要求1所述的发光材料，其制备的过程为:按化学计量比准确称取各原料，将充分混匀的原料置于马弗炉中，在空气气氛条件下于800-1000 °C煅烧，保温1-5 h后自然冷却。
【专利摘要】本发明涉及一种Sm3+掺杂的焦磷酸锶锌单基质红光荧光粉及其制备方法，其主要成分为(SrZn)2-xP2O7: xSm3+，其中0.01≤x≤0.10。按化学计量比准确称取ZnO、SrCl2·6H2O、Sm2O3及(NH4)2HPO4，将原料混合均匀后置于马弗炉中，在空气气氛中于800-1000℃下保温1-5h后自然冷却。此方法操作简便，煅烧温度低，所得SrZnP2O7: Sm3+在紫外线照射下呈现红色发光，可作为白光LED用荧光粉。
【IPC分类】C09K11-71
【公开号】CN104845620
【申请号】CN201510223102
【发明人】贾殿赠, 周瑞, 王鲁香
【申请人】新疆大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月5日