一种多色发光硅酸盐荧光材料及其制备方法

本发明属于发光材料领域，特别涉及一种多色发光硅酸盐荧光材料及其制备方法。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、近年来，白光发光二极管(wled)作为第四代光源，因其体积小、环保、节能等优点，逐渐取代了传统光源在照明、显示领域的主导地位。目前，常见的wled主要是在蓝色ingan芯片上涂覆y3al5o12:ce3+黄光发射荧光材料。然而，这种wled的发射光谱缺乏红光和青光组分，导致显色指数较低(ra<80)、色温较高(cct>6000k)。过低的ra值不利于自然真实地还原被照物色彩。此外，蓝色ingan芯片的发射光谱与褪黑素抑制曲线高度重合，带来了严重的蓝光危害，长期暴露在富含蓝光的白光下会导致健康问题，比如昼夜节律紊乱、失眠、白内障和黄斑变性。一种wled器件的改进策略是将蓝、绿、红光三基色荧光粉与近紫外(nuv)芯片相结合，改善ra和cct，同时能够更容易实现发光颜色的可调性，有效地减少前面提到的蓝光危害。但是，由于使用荧光粉的种类较多，使得生产过程复杂，荧光粉之间的重吸收、热稳定性差异等问题导致效率下降。同时，在三色wled光谱中仍然存在着青光缺失(480-520nm)，难以获得具有类太阳光谱的wled。因此，开发发光颜色可调、量子效率高、热稳定性好的单一组分荧光材料成为wled领域的迫切需要之一。

3、eu2+离子的4f7→4f6 5d1对称跃迁在紫外-可见光区表现出强吸收和高发光效率。当eu2+离子进入矩阵晶格时，5d能级电子容易受到局部环境的影响，如晶体场强、电负性、配位数等。因此，通过化学成分取代来调节eu2+周围的局部环境成为探索新型荧光粉和优化发光性能的关键策略。文献已报道通过ba2+取代sr2+的阳离子取代策略，实现了sry2o4:eu2+荧光粉光谱发射峰从620nm到773nm的巨大红移。利用化学单元共取代策略，可以在混合阴离子基团ba3cak(po4)3-x(bo3)x:0.02eu2+荧光粉中实现从蓝色到白色的可调发射颜色。但目前尚未找到单一基质从绿光到青光及白光的可调控发光颜色的多色荧光材料。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种多色发光硅酸盐荧光材料及其制备方法。本发明采用高温固相反应制备了系列na2.99y1-mmmsi2o7:xeu(0<x≤0.04，0≤m≤0.2，m＝la/ba/hf)荧光粉，通过m离子对y3+离子的等价/杂价取代改善了材料的热稳定性，提高了发光强度，实现了单一基质从绿光到青光及白光的可调控发光颜色，获得了单一基质多色荧光材料，在wled领域具有应用价值。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面，提供了一种多色发光硅酸盐荧光材料，所述荧光材料的化学式为na2.99y1-mmmsi2o7:xeu，0<x≤0.04，0≤m≤0.2，m＝la/ba/hf。

4、在一些实施方式中，x＝0.01，0.05≤m≤0.15。

5、在一些实施方式中，x＝0.01，0.1≤m≤0.2。

6、在一些实施方式中，x＝0.01，0.05≤m≤0.2。

7、在一些实施方式中，所述荧光材料可吸收300-500nm(近)紫外光，发射光谱范围覆盖400-700nm，半峰宽依据m离子不同而不同。

8、一种多色发光硅酸盐荧光材料的制备方法，包括：

9、将含元素na的氧化物或盐、含元素y的氧化物或盐、含元素m的氧化物或盐、含元素si的氧化物或盐、含元素eu的氧化物或盐，以及醇溶剂混合均匀，研磨，得到混合粉料；

10、将所述混合粉料在还原气氛下烧结，得到多色发光硅酸盐荧光材料；

11、其中，所述m为la、ba或hf。

12、所述多色发光硅酸盐荧光材料的制备方法是采用传统的高温固相法，使用高温固相法合成本发明的产品，具有结晶度高，易于大批量制备等优点。

13、在一些实施方式中，所述含元素na的氧化物或盐为naco3；

14、在一些实施方式中，所述含元素y的氧化物或盐为y2o3；

15、在一些实施方式中，含元素m的氧化物或盐选自la2o3、baco3、hfo2中至少一种；

16、在一些实施方式中，所述含元素si的氧化物或盐为sio2；

17、在一些实施方式中，所述含元素eu的氧化物或盐为eu2o3。

18、在一些实施方式中，还原气氛为氮气和氢气的混合气体。

19、在一些实施方式中，所述烧结的条件为1200-1300℃，恒温8-10h。

20、更具体的，包括：

21、1)采用高温固相法制备一系列标称na2.99y1-mmmsi2o7:xeu(0<x≤0.04，0≤m≤0.2，m＝la/ba/hf)的发光材料。按以下步骤制备：

22、按化学式na2.99y1-mmmsi2o7:xeu(0<x≤0.04，0≤m≤0.2，m＝la/ba/hf)的原子摩尔比，以含元素na、y、la、ba、hf、si和eu的氧化物或相应盐类为原料，如naco3、y2o3、la2o3、baco3、hfo2、sio2和eu2o3,将称量好的原料放入研钵中与一定量的无水乙醇混合，并进行充分研磨最终得到混合粉料。将所得混合粉料装入氧化铝坩埚在还原气氛中(90％n2/10％h2)加热至1200℃，并恒温8小时。冷却至室温后，将烧制样品取出并研磨均匀。

23、本发明的第三个方面，提供了一种wled器件，包括：光源、上述的荧光材料。

24、本发明的第四个方面，提供了一种绿色硅酸盐荧光材料的化学式为

25、na2.99ysi2o7:xeu，式中0<x≤0.04。

26、所述荧光材料可吸收300-500nm(近)紫外光，发射光谱范围覆盖400-700nm，峰值位于530nm，呈绿光发射。

27、本发明的有益效果

28、(1)本发明选取na3ysi2o7为基质，eu2+为激活剂离子，采用传统的高温固相法制备了一种宽带绿光发射荧光材料。方法简单，易操作，所得材料性能良好。

29、(2)在所制备的na3ysi2o7:eu2+荧光材料中，进一步采用阳离子等价/异价取代，调控材料发光颜色与发光强度，使得单一基质样品发光颜色由绿光调节至青光，甚至白光，拓宽了发射范围，实现了发射光谱的调谐，有利于在全光谱wled中应用。

30、(3)经验证本发明制备的na2.99ysi2o7:0.01eu产品在在300-500nm的激发下，得到具有明显不对称发射峰的宽带绿光发射材料，随取代离子m种类及浓度的变化，发光颜色可由绿光调节至青光、白光，发光强度明显提高，热稳定性得到改善。

31、(4)本发明制备方法简单、实用性强，易于推广。