一种金属掺杂荧光粉及其制备方法

本发明涉及固体荧光材料的，尤其涉及一种金属掺杂荧光粉及其制备方法。

背景技术：

1、自nakamura发明ingan蓝光led以来，wled取得了惊人的进展。传统的wled封装采用蓝光芯片组合yag:ce3+黄色荧光粉的方式，但是红色光的缺乏导致其显色指数低，色温高，无法满足实际需求。红色荧光材料在提高wled的显色指数、改善照明质量等方面发挥着非常重要的作用。近年来，国内外研究人员制备了各种结构的红色荧光粉，但热稳定性较差、合成成本过高、环境污染等问题使红色荧光材料的发展遇到了一定阻碍。三基色法(rgb，红red、绿green、蓝blue)成为了新的wled组合形式。由于rgb法封装wled采用三种不同材质荧光粉，其热猝灭效应存在一定差异，随温度升高，荧光粉发光强度逐渐降低，发生荧光粉的热猝灭效应，导致高温环境下led产生色差，是三基色法封装led要迫切解决的问题之一。这对荧光材料在不同环境下发光的稳定性提出了要求。

2、双钙钛矿(a2bb'o6)结构具有良好的化学稳定性和良好的发光性能，准正交的双钙钛矿(aa'bb'o6)可作为发光材料的基质材料，其中aa'的若离子半径相似，容易发生协同共位，同时晶体结构因为a位引入了掺杂离子，导致发光性质的变化。因此，通过引入掺杂离子或可对荧光粉的发光性能进行调控。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供了一种金属掺杂荧光粉及其制备方法。本发明所述荧光粉具有优异的发光强度和热稳定性，使得荧光粉在较高温下具有较长的寿命。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、第一方面，本发明提供了一种金属掺杂荧光粉，化学式为namgla1-xteo6:xa，其中，a为sm3+、li+、y3+、gd3+中的至少一种，x为0.01-0.2。

4、优选地，x为0.02-0.1，具体可为0.01、0.02、0.05、0.10。

5、优选地，所述荧光粉中a为sm3+。

6、sm3+是一种常见的稀土发光离子，在400nm左右具有强吸收峰，使得在近紫外光的高效激发成为可能，离子半径大小合适，易掺杂，具有较好的商用价值。sm3+的环境敏感性使得其在不同的晶体配位环境中表现出的发光现象差异较大，是一种优秀的结构探针。因此，本发明通过将sm3+掺入钙钛矿晶体结构中，能够获得新颖的荧光材料，荧光材料与其内部激活剂离子的晶体配位环境对荧光材料高温下的发光性能及发光效率能够起到调控作用，使得荧光粉具有优异的发光强度和热稳定性。

7、优选地，所述金属掺杂荧光粉的粒径为0.3-3μm。

8、优选地，所述金属掺杂荧光粉中，a为sm3+和y3+，且所述sm3+和y3+的摩尔比为0.02:0.2。

9、优选地，所述金属掺杂荧光粉中，a为sm3+和gd3+，且所述sm3+和gd3+的摩尔比为0.02:0.2。

10、本发明通过采用sm3+和y3+/gd3+共同掺杂namglateo6，不仅能够使得荧光粉发光强度几乎不变化甚至增强，还有利于提高荧光粉的热稳定性。

11、第二方面，本发明还提供一种金属掺杂荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

12、(1)按照荧光粉的化学组成和化学计量比称取相应原料含有sm3+的化合物、含有na+的化合物、含有mg2+的化合物、含有la3+的化合物、含有te4+的化合物，混合均匀，得到混合物；

13、(2)将混合物于1000-1200℃下加热10-12h，冷却至室温后即得金属掺杂荧光粉。

14、优选地，所述步骤(1)中含有sm3+的化合物为sm2o3，含有na+的化合物为na2o3，含有mg2+的化合物为4mgco3·mg(oh)2·5h2o，含有la3+的化合物为la2o3，含有te4+的化合物为teo2。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

16、(1)本发明首次提出小半径离子用作金属共掺方法，通过结构刚性和电子陷阱双模型并行调控的方式，提高了荧光粉的发光强度和热稳定性，实现了异常热增强发光的可控化。这种光谱调控策略有望为未来pl光强增强和热稳定性的改良提供新的思路，并进一步对荧光粉进行wled的封装工作，首次成功获得了色温、色坐标稳定、高显指的led封装，弥补了传统wled红光缺失的问题，为商业用led的制备提供新的方向。

17、(2)本发明选择经典的aabb‘o6’双钙钛矿立方结构的nalamgteo6结构类似物，通过高温固相法制备了一种sm3+掺杂nalamgteo6(nlmt)的新型荧光材料。并发现其在400nm左右的蓝光激发下，发出明亮的红光，寿命稳定，具有实际应用的潜力。

技术特征：

1.一种金属掺杂荧光粉，其特征在于，化学式为namgla1-xteo6:xa，其中，a为sm3+、li+、y3+、gd3+中的至少一种，x为0.01-0.2。

2.如权利要求1所述的金属掺杂荧光粉，其特征在于，x为0.02-0.1。

3.如权利要求1所述的金属掺杂荧光粉，其特征在于，所述荧光粉中a为sm3+。

4.如权利要求1所述的金属掺杂荧光粉，其特征在于，所述金属掺杂荧光粉的粒径为0.3-3μm。

5.如权利要求1所述的金属掺杂荧光粉，其特征在于，所述金属掺杂荧光粉中，a为sm3+和y3+，且所述sm3+和y3+的摩尔比为0.02:0.2。

6.如权利要求1所述的金属掺杂荧光粉，其特征在于，所述金属掺杂荧光粉中，a为sm3+和gd3+，且所述sm3+和gd3+的摩尔比为0.02:0.2。

7.如权利要求1-6任一项所述的金属掺杂荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的金属掺杂荧光粉的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中至少包括(a)～(e)中的一种：

技术总结本发明公开了一种金属掺杂荧光粉及其制备方法，涉及固体荧光材料的技术领域。一种金属掺杂荧光粉，化学式为NaMgLa<subgt;1‑x</subgt;TeO<subgt;6</subgt;:xA，其中，A为Sm<supgt;3+</supgt;、Li<supgt;+</supgt;、Y<supgt;3+</supgt;、Gd<supgt;3+</supgt;中的至少一种，x为0.01‑0.2。本发明所述荧光粉具有优异的发光强度和热稳定性，使得荧光粉具有较长的寿命。技术研发人员：郑凌玲,温涓涓,吴佳仪受保护的技术使用者：广州科技贸易职业学院技术研发日：技术公布日：2024/8/20