一種綠光激發的紅色熒光粉及其制備方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明屬于發光材料領域，關于鹵硫化物,焚光粉及其制備方法。
【背景技術】
[0002]垂直入射到地面的太陽光譜成分以綠光為主，而綠色植物生長主要吸收紅光和藍光。吸收綠光發射紅光的熒光粉具有綠轉紅功能，在農業上稱之為綠轉紅轉光劑。(Ca，Sr)S:Eu2+熒光粉具有優良的綠光轉換紅光性質，已應用到光轉換農膜等領域；但(Ca，Sr)
S: Eu2+的穩定性欠缺，應用受到了限制。
[0003]化合物Ba2ZnS3具有良好的化學穩定性和熱穩定性，是適合熒光粉的基質。已有文獻報道了 Ba2ZnS3 = Eu2+熒光粉的合成和發光性質，但這些報道的熒光粉的激發光譜在藍光區，只適合于基于藍光芯片的白光LED用紅色熒光粉，并不適用于農用太陽能轉換。
[0004]以往有關于三元硫化物Ba2ZnS3為基質的熒光粉的報道，其制備方法是采用硫化物氣體還原金屬碳酸鹽，或者碳還原金屬硫酸鹽。這些方法需要使用有毒的硫化物氣體或者大量的碳粉，生產工藝復雜且不夠環保友好。
[0005]為避免傳統制備方法中使用CS2、H2S或SO2等有毒氣體和大量的碳粉，本發明設計以硫化鋅為硫源，制備一種鹵硫化物為基質、Eu2+為激活劑的紅色熒光粉Ba 2-2α-2η-2χ-βτ2βa2/JEu2_^ZnS3_2/2,，主要激發峰在綠光區，發射紅光。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是用以下方式來實現的。以堿土金屬氧化物(或氫氧化物、或碳酸鹽)、堿土金屬鹵化物、硫化鋅和Eu2O3為原料，一步合成鹵硫化物紅色焚光粉。組成通式為:其中:M=Mg2+, Ca2+，Sr2+，Ba2+中的一種或兩種，X=F_，CF, Br' Γ中的一種或兩種，O m 0.5,0 /? Ο.δ,Ο^Ξ m+n < 1.0, O < χ
0.05,0〈 彡 0.1。
[0007]對于鹵硫化物基質的合成及其稀土離子摻雜過程是利用原料混合物中的多步復分解反應完成的:
(1-?-/?)BaO + ηβ?Ο + r￡a0 + ZnS 一 Ba^^^Sr^Ca^S + ZnO(I)
2Zn0 — 2Ζη ? + O2 ?(2)
2Ba1_?_/3Sri,Ca/3S + ZnS — Ba2_2礦2/JSr2?S3(3)
Ba2-2?-2/iSr2i；Ca2/IZnS3 + JMX2 一 Ba2-2?-2/r^Sr2i,Ca2/IM7ZnS3_2JX2^(4)
Ba2-2?-2/r/Sr2wCa2flM JZnS3_2 + ^Eu2O3 — Ba2-2?-2/3-2^Sr2i,Ca2/jEu2jV[7ZnS3_2JX2^(5 )
原料放入坩禍內，在惰性氣體隊或Ar保護下高溫煅燒后，冷卻到室溫可得到紅色熒光粉。
[0008]上述齒硫化物熒光粉,具有綠光區寬帶激發光譜和紅光區寬帶發射光譜，即主激發峰位于550 nm左右，發射帶位于650 nm附近。
[0009]本發明所述的鹵硫化物熒光粉制備方法有下列三種途徑。
[0010](I)以堿土金屬氧化物、堿土金屬鹵化物、硫化鋅和Eu2O3為原料，一步合成鹵硫化物紅色熒光粉。按化學計量比準確配料，研磨均勻后，原料放入坩禍內，在惰性氣體隊或Ar保護下 850-1000°C煅燒 3-5 h。自然冷卻得到 Β&2|2/3_2_^ι.2?Ρι2ΛΕιι2_^Ζη53_2；(2,紅色熒光粉。
[0011](2)以堿土金屬氫氧化物、堿土金屬鹵化物、硫化鋅和Eu2O3為原料，一步合成鹵硫化物紅色熒光粉。按化學計量比準確配料，研磨均勻后，原料放入坩禍內，在惰性氣體隊或Ar保護下850-1000°C煅燒3-5 h。自然冷卻得到紅色熒光粉。
[0012](3)以堿土金屬碳酸鹽、堿土金屬鹵化物、硫化鋅和Eu2O3為原料，一步合成鹵硫化物紅色熒光粉。按化學計量比準確配料，研磨均勻后，原料放入坩禍內，在惰性氣體隊或Ar保護下 850-1000°C煅燒 3-5 h。自然冷卻得到 Β&2|2/3_2_^ι.2?Ρι2ΛΕιι2_^Ζη53_2；(2,紅色熒光粉。
【附圖說明】
[0013]圖1 -Ba1.^Sratl2Caa Q3Euq.Q28ZnS2JFac^激發光譜和發射光譜；
圖 2 -Ba1.MSraci2Caatl2Eua Q28ZnS2J8Iac^激發光譜和發射光譜；
圖 3 =Bah 922Sraci2Caatl2EuaQ28Mgtl.Q1ZnS2JClatl^激發光譜和發射光譜;
圖 4 -Ba1.MSraci3Caaci2Euaci28ZnS2JClac^激發光譜和發射光譜；
圖 5 -Ba1.MSratl2Caaci3Euaci28ZnS2JBrac^激發光譜和發射光譜；
圖 6 -Bah 932Sraci2CaaCl2Euaci28ZnSi98Fac^激發光譜和發射光譜；
圖 7 =Ba1J1Sraci4Caaci2Euaci24Mgc1.015ZnSi97Bratl3的激發光譜和發射光譜;
圖 8 -Ba1.則Sr。.Q4Caaci35Euaci24ZnSi97Clatl3的激發光譜和發射光譜;
圖 9 -Ba1.W6Sraci4Caatl2Eua Cl24ZnS2^7Fatl3的激發光譜和發射光譜。
【具體實施方式】
[0014]以下是本發明的非限定實例。
[0015]實例1-BanSrQ.mCacuEuQ.^ZnS^Fd.J^lJ備和熒光光譜
按化學計量比準確稱量2.9470 g BaO,0.0207 g SrO, 0.0112 g CaO, 2.9238 g ZnS,0.0493 g Eu2O3,0.0078 g CaF2，然后在研缽中充分研磨，待用。
[0016]采用傳統的高溫固相法，將已研磨均勻的配料放入坩禍內，將坩禍置于高溫爐中，Ar保護氣氛下850-1000°C煅燒3-5 h，自然冷卻到室溫，得到熒光粉Bah 922Sraci2Caatl3Euatl28ZnS2.98F0.02o其激發光譜和發射光譜如圖1所示。
[0017]實例2 -BanSrQ.mCacuEuQ.^ZnS^Id.J^lJ備和熒光光譜
按化學計量比準確稱量 2.9470 g BaO,0.0207 g SrO,0.0112 g CaO, 2.9238 g ZnS,0.0493 g Eu2O3,0.0391 g BaI2，然后在研缽中充分研磨，待用。
[0018]采用傳統的高溫固相法，將已研磨均勻的配料放入坩禍內，將坩禍置于高溫爐中，Ar保護氣氛下850-1000°C煅燒3-5 h，自然冷卻到室溫，得到熒光粉Bah 932Sraci2Caatl2Euatl28ZnS2 98Ici ci^其激發光譜和發射光譜如圖2所示。
[0019]實例3 -BanSi^CacnEUa.Mga.cuZnSsCl。.』.」備和熒光光譜
按化學計量比準確稱量 2.9470 g BaO,0.0207 g SrO,0.0112 g CaO, 2.9238 g ZnS,0.0493 g Eu2O3,0.0095 g MgCl2S后在研缽中充分研磨，待用。
[0020]采用傳統的高溫固相法，將已研磨均勻的配料放入坩禍內，將坩禍置于高溫爐中，N2保護氣氛下850-1000°C煅燒3-5 h，自然冷卻到室溫，得到熒光粉Ba L 922Sr0.02Ca0.02Eu0.028Mg0.01ZnS2.98C10.02。其激發光譜和發射光譜如圖3所示。
[0021]實例4 -BanSi^CaQjEuQ.ZnUU^lj備和熒光光譜
按化學計量比準確稱量 3.2931 g Ba(OH)2,0.0243 g Sr (OH)2, 0.0148 g Ca(OH)2,
2.9238g ZnS, 0.0493 g Eu2O3,0.0158 g SrCl2，然后在研缽中充分研磨，待用。
[0022]采用傳統的高溫固相法，將已研磨均勻的配料放入坩禍內，將坩禍置于高溫爐中，N2保護氣氛下850-1000°C煅燒3-5 h，自然冷卻到室溫，得到熒光粉Ba L 922Sr0.