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制備技術領域，涉及一種紅色熒光粉及其制備方法，具體涉及一種LED用NaBaBO3: XEu3+紅色熒光粉及其制備方法。
【背景技術】
[0002]熒光粉作為重要的發光材料被廣泛應用于LED等發光器件的制造領域。其主要是由作為基體的化合物材料和摻入其中作為激活劑的稀土離子所組成。基體材料在激發過程中主要作為能量傳遞的媒介，將激發光源的能量傳遞給稀土離子產生相應的特征躍迀從而實現光致發光。由于基體材料重要的傳遞作用，如果其純度低，引入雜質，容易吸收來自激發光源的能量，從而降低能量傳遞效率，使稀土離子的特征躍迀減弱，影響熒光粉的發光性能。同時，所制備的熒光粉粒徑較大或顆粒分布不均勻，也不利于在激發光芯片的涂覆。因此，制備出高純度，粒徑小，顆粒分布均勻的熒光粉對保證其發光性能穩定具有十分重要的意義。
[0003]熒光粉按照基體材料來分類，可以分為硅酸鹽基、磷酸鹽基、硼酸鹽基、鋁酸鹽基等。其中，硼酸鹽具有吸收能力強、轉換效率高、在紫外一可見一紅外區域有較好的熒光發射效率等優點，是一種發光性能優異的基質材料。
[0004]傳統的硼酸鹽合成方法有:固相法，水熱法，溶膠-凝膠法，化學沉積法等。其中，固相法和溶膠-凝膠法由于高溫煅燒容易發生顆粒團聚現象，使得熒光粉粒徑較大且顆粒分布不均一。化學沉積法由于反應過程中容易引入雜質或形成中間產物及副產物，影響基體的純度。水熱法受限于反應物的溶解性，并且由于傳統水熱法反應溫度較低，短時間內反應不完全，影響產物純度，延長反應時間又使得熒光粉的制備周期加長。
【發明內容】
[0005]為了克服上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種LED用NaBaBO3: XEu3+紅色焚光粉及其制備方法，該方法操作簡單，綠色環保；制得的NaBaBO3: xEu3+紅色熒光粉相純度高、粒度均勻、發光性能優良。
[0006]本發明是通過以下技術方案來實現:
[0007]本發明公開了一種LED用NaBaB03:xEu 3+紅色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
[0008]I)按 1: (0.55 ?0.65): (0.01 ?0.025)的摩爾比，分別取 BaCO3, Na2B4O7.1H2O和Eu2O3作為原料；
[0009]2)按n(HNO3):n(Eu2O3) = 6:1的摩爾比，向Eu2O3中加入質量分數為65%的濃硝酸，于40?70°C下回流處理至Eu2O3充分溶解，制得澄清液A ;
[0010]3)按n(HN03):n(BaCO3) = 2:1的摩爾比，向BaCO3中加入質量分數為65%的濃硝酸，再加入去離子水，于50?70°C下回流處理至8&0)3充分溶解，制得澄清液B ;
[0011]4)將Na2B4O7.10H20、澄清液A和澄清液B混合后，充分攪拌反應，制得水熱前驅物，并調節pH值至7?8 ;
[0012]5)將步驟4)制得的產物置于水熱釜中，加水后，于140?220°C下保溫3?10h，隨爐冷卻后取出；
[0013]6)將步驟5)制得的產物烘干后，研磨均勻，得到混合粉體，將混合粉體置于箱式電阻爐內，在600?850°C下保溫3?8h，隨爐冷卻后取出，研磨均勻，制得NaBaB03:xEu 3+紅色熒光粉，其中X = 0.02?0.05。
[0014]步驟4)用質量分數為63 %?69 %的NaOH溶液調節pH值至7?8。
[0015]步驟5)中加入的去離子水質量是Baoy^ 10?15倍。
[0016]步驟5)在箱式電阻爐內的燒結制度如下:
[0017]自室溫起，以2°C /min速率升溫至150?200°C，再以3°C /min速率升溫至200?6000C，再以5°C /min速率升溫至600?850°C，保溫3?8h。
[0018]步驟5)中是按60%?80%的填充比向水熱反應釜中加去離子水。
[0019]步驟6)是在瑪瑙研缽中研磨20?40min。
[0020]步驟6)所述烘干是在70?80 °C下進行。
[0021]本發明還公開了采用上述的方法制得的LED用紅色熒光粉，該紅色熒光粉的化學組成為:NaBaBO3:xEu3+，其中，x = 0.02 ?0.05。
[0022]所述紅色熒光粉的粉體的紅光色純度大于92%，顯色指數打29.2，色坐標位于(0.6357，0.3378)處。
[0023]與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果:
[0024]本發明以BaCO3,硼砂，Eu2O3和NaOH為原料，分別將原料溶解于適量的硝酸溶液中后進行共沉淀反應，將沉淀物經過水熱處理后，再經過較低溫度下的煅燒，實現NaBaBO3:XEu3+(其中X = 0.02?0.05)熒光粉的制備。該方法原料易得，操作簡單，制備周期短。該方法優點在于原料簡單易得，操作簡單，制備周期短，無污染，適合工業化大規模生產。
[0025]本發明制得的NaBaB03:xEu 3+(其中x = 0.02?0.05)熒光粉經過XRD與熒光分光光度計測試與分析，可知通過本發明所制備出的NaBaB03:xEu 3+熒光粉純度較高，結晶性好，紅光色純度大于92%，顯色指數達29.2，色坐標位于(0.6357,0.3378)處，與標準紅光點(0.6667,0.3333)接近。本方法操作簡單，對設備要求低，環境友好，適合工業化大規模生產。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發明實施例1制得的NaBaB03:xEu 3+熒光粉的XRD圖；
[0027]圖2是本發明實施例3制得的NaBaB03:xEu3+熒光粉的發射光譜圖；
[0028]圖3是本發明實施例4制得的NaBaB03:xEu 3+熒光粉的CIE圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述:
[0030]實施例1
[0031]I)按 I:0.65:0.01 的摩爾比，分別稱取 BaCO3,硼砂(Na2B4O7.1H2O)和 Eu2O3,分開放置待用；
[0032]2)按摩爾比n(HN03):n(Eu2O3) = 6:1的比例，量取適量的65wt%濃硝酸，與步驟I稱取的Eu2O3—同置于冷凝回流裝置中，濃硝酸的量以充分溶解Eu2O3為準，于40°C下保溫，反應直至溶解，得到澄清液A ;
[0033]3)按摩爾比n(HN03):n(BaCO3) = 2:1的比例，量取適量的65wt%*硝酸，與步驟I稱取的BaCO3—同置于冷凝回流裝置中，其中，濃硝酸的量以充分溶解BaCO 3為準，按照質量比m(H20):m(BaC03) = 10:1的比例，加入離子水，于60°C下保溫，反應直至溶解，得到澄清液B ；
[0034]4)將A液，B液以及步驟I稱量的硼砂混合，不斷攪拌，充分反應獲得水熱前驅物，并以63wt%? 69wt%的NaOH溶液調節pH值至7?8 ;
[0035]5)將步驟4所得產物裝入水熱釜中，按填充比為75%向水熱釜中加入適量去離子水，于160°C下保溫7h，隨爐冷卻后取出；
[0036]6)將步驟5所得產物于80 °C下烘干，研磨30min后，置于箱式電阻爐內，自室溫起，以2°C /min速率升溫至150°C，再以3°C /min速率升溫至200°C，再以5°C /min速率升溫至650°C，在650°C下煅燒5h，隨爐冷卻后取出，研磨均勻后即得到NaBaBO3:xEu3+(其中x = 0.02)熒光粉。
[0037]參見圖1，為本實施例制得的NaBaB03:xEu3+熒光粉的XRD圖，從圖中可以看出，所制備的樣品的XRD衍射峰與標準卡片(N0.83-0998)基本吻合，Eu3+的摻雜并未引入雜相，表明所獲樣品為高純度的單一相，且Eu3+成功摻入了基質晶格內。
[0038]實施例2
[0039]I)按 I:0.575:0.025 的摩爾比，分別稱取 BaCO3,硼砂(Na2B4O7.1H2O)和 Eu2O3,分開放置待用；
[0040]2)按摩爾比n(HN03):n(Eu2O3) = 6:1的比例，量取適量的65wt%濃硝酸，與步驟I稱取的Eu2O3—同置于冷凝回流裝置中，濃硝酸的量以充分溶解Eu2O3為準，于50°C下保溫，反應直至溶解，得到澄清液A ;
[0041]3)按摩爾比n(HN03):n(BaCO3) = 2:1的比例，量取適量的65wt%*硝酸，與步驟I稱取的BaCO3—同置于冷凝回流裝置中，其中，濃硝酸的量以充分溶解BaCO 3為準，按照質量比m(H20) =Hi(BaCO3) = 15:1的比例，加入離子水，于65°C下保溫，反應直至溶解，得到澄清液B ；
[0042]4)將A液，B液以及步驟I稱量的硼砂混合，不斷攪拌，充分反應獲得水熱前驅物，并以63wt%? 69wt%的NaOH溶液調節pH值至7?8 ;
[0043]5)將步驟4所得產物裝入水熱釜中，按填充比為70%向水熱釜中加入適量去離子水，于180°C下保溫3h，隨爐冷卻后取出；
[0044]6)將步驟5所得產物于80°C下烘干，研磨20min后，置于箱式電阻爐內，自室溫起，以2°C /min速率升溫至200°C，再以3°C /min速率升溫至400°C，再以5°C /min速率升溫至800°C，在800°C下煅燒4h，隨爐冷卻后取出，研磨均勻后即得到NaBaBO3:XEu3+(其中x=0.05)熒光粉。
[0045]實施例3
[0046]I)按 I:0.6:0.015 的摩爾比，分別稱取 BaCO3,硼砂(Na2B4O7.1H2O)和 Eu2O