一种紫光高响应绿光荧光材料及其制备方法与应用

本发明涉及荧光材料制备，尤其是涉及一种紫光高响应绿光荧光材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、白光发光二极管(wled)作为第四代照明光源，近年来因其具有效率高、寿命长、节能等优点而备受关注。目前商业化的wled是通过将蓝光gan芯片与黄色荧光粉yag:ce3+相结合。但是由于yag:ce3+荧光粉缺少绿光与红光成分，且显色指数较低(cri<80)和色温高(>4500k)，这些都限制了其在wled的应用。此外蓝光芯片存在未完全转化的问题，对人体健康有害，因此被称为“蓝光危害”。随着人们生活水平的提高，对高品质、舒适和健康照明的需求日渐增加。一种模拟太阳光谱的高质量全光谱wled被提出以满足对类太阳光健康照明的需求。这种类太阳光全光谱wled主要是通过紫光芯片与红，绿，蓝荧光粉相结合实现高显色、高光效、色温可调的类太阳光健康照明led。绿光荧光粉是三色荧光粉重要的组成之一，设计合成在紫光区域有强吸收的绿光荧光粉对健康照明有着重要作用。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了提供一种紫光高响应绿光荧光材料及其制备方法与应用。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种紫光高响应绿光荧光材料，该荧光材料的化学表达式为lu2sio5:xeu2+，其中0.01≤x≤0.05。

3、本发明中，lu2sio5为基质材料，eu2+表示针对基质材料掺杂进离子eu进行lu离子的部分取代，x表示掺杂离子eu2+的摩尔含量。

4、优选地，所述x＝0.01、0.02、0.03、0.04或0.05。

5、优选地，所述紫光高响应绿光荧光材料为粉状材料。

6、优选地，所述紫光高响应绿光荧光材料激发光谱范围涵盖200～470nm。

7、进一步优选地，所述紫光高响应绿光荧光材料激发光谱范围涵盖220～450nm。

8、优选地，所述紫光高响应绿光荧光材料发射光谱范围涵盖450～650nm。

9、进一步优选地，所述紫光高响应绿光荧光材料发射光谱范围涵盖450～600nm。

10、优选地，所述紫光高响应绿光荧光材料在400nm紫光激发下发射强度保持最佳发射75％。

11、优选地，所述紫光高响应绿光荧光材料能够在200～450nm的紫外、紫光、蓝光激发下，实现发射中心位于504nm的强烈绿光发射。

12、一种上述紫光高响应绿光荧光材料的制备方法，包括以下步骤：

13、(1)按照计量比，称取铕源化合物、镥源化合物、硅源化合物原料粉体，研磨使各原料粉体混合均匀，得到混合物；

14、(2)将步骤(1)得到的混合物在空气中进行高温烧结，冷却后得到白色粉末；

15、(3)将步骤(2)得到的白色粉末研磨均匀，然后通过al还原法进行高温烧结，冷却后得到所述紫光高响应绿光荧光材料。

16、优选地，步骤(1)中，称取铕源化合物、镥源化合物、硅源化合物以及钠源化合物原料粉体，研磨使各原料粉体混合均匀，得到混合物。

17、进一步优选地，所述钠源化合物为na2co3，作为助熔剂。

18、优选地，步骤(1)中，按照荧光材料的化学表达式(lu2sio5:xeu2+，其中0.01≤x≤0.05)进行各原料的准备基础上，加入10～30wt％na2co3作为助熔剂，降低反应温度。

19、进一步优选地，加入20wt％na2co3作为助熔剂。

20、优选地，步骤(1)所述铕源化合物为eu2o3，镥源化合物为lu2o3，硅源化合物为sio2。

21、优选地，步骤(1)所述研磨时间为5～120min。

22、优选地，步骤(2)所述高温烧结的条件为：在600～1400℃烧结1～10小时。

23、优选地，步骤(2)空气高温烧结后，进一步研磨5～120min得到白色粉末。

24、优选地，步骤(2)所述冷却指的是冷却至室温。

25、优选地，步骤(3)所述高温烧结的条件为：将研磨后的白色粉末与铝粉混合，在真空条件下500～1300℃烧结0.5～15小时。

26、进一步优选地，步骤(3)高温烧结时，系统压力保持0mpa。

27、进一步优选地，所述白色粉末与铝粉的质量比为(0.25～0.35):1。

28、更进一步优选地，所述白色粉末与铝粉的质量比为0.3:1。

29、进一步优选地，将研磨后的白色粉末与铝粉混合后置于管式炉中烧结。

30、更进一步优选地，将研磨后的白色粉末与铝粉混合后置于坩埚中，将坩埚置于真空管式炉中，抽真空，在750～1300℃烧结1～8小时。

31、一种上述紫光高响应绿光荧光材料的应用，将所述紫光高响应绿光荧光材料用于健康照明。

32、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

33、1.本发明荧光粉首次采用高温固相法al还原合成，具有宽激发带，可有效吸收范围覆盖200～450nm，发射中心位置在504nm；

34、2.本发明荧光粉为eu2+掺杂的氧化物基绿光发射荧光粉，具备物理化学性质稳定的优势，采用固相法合成，其制备工艺简单有利于工业化生产；

35、3.本发明荧光粉为宽激发绿色荧光粉，是一种全新的掺杂eu2+荧光材料，具备物理化学性质稳定的优势，同时，该荧光粉可采用常规固相反应法制得，以na2co3作为助熔剂可降低反应温度，避免影响其发光强度，具有制备工艺简单、利于工业化生产的特点；

36、4.本发明荧光粉完全可以与现有的紫外、紫光等多种芯片进行很好地匹配，在400nm下激发下保持最佳发射强度的75％左右，发光性能优异，满足商业化市场需求，适用于紫光激发白光led、紫光激发类太阳光led、紫光激发全光谱led等健康照明led的应用。

技术特征：

1.一种紫光高响应绿光荧光材料，其特征在于，该荧光材料的化学表达式为lu2sio5:xeu2+，其中0.01≤x≤0.05。

2.根据权利要求1所述的紫光高响应绿光荧光材料，其特征在于，所述x＝0.01、0.02、0.03、0.04或0.05。

3.根据权利要求1所述的紫光高响应绿光荧光材料，其特征在于，所述紫光高响应绿光荧光材料为粉状材料。

4.根据权利要求1所述的紫光高响应绿光荧光材料，其特征在于，所述紫光高响应绿光荧光材料激发光谱范围涵盖200～470nm，发射光谱范围涵盖450～650nm。

5.根据权利要求1所述的紫光高响应绿光荧光材料，其特征在于，所述紫光高响应绿光荧光材料在400nm紫光激发下发射强度保持最佳发射75％。

6.一种权利要求1～5任一项所述的紫光高响应绿光荧光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的紫光高响应绿光荧光材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，按照荧光材料的化学表达式进行各原料的准备基础上，加入10～30wt％na2co3作为助熔剂，降低反应温度。

8.根据权利要求6所述的紫光高响应绿光荧光材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述铕源化合物为eu2o3，镥源化合物为lu2o3，硅源化合物为sio2。

9.根据权利要求6所述的紫光高响应绿光荧光材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述高温烧结的条件为：在600～1400℃烧结1～10小时；

10.一种权利要求1～5任一项所述的紫光高响应绿光荧光材料的应用，其特征在于，将所述紫光高响应绿光荧光材料用于健康照明。

技术总结本发明涉及一种紫光高响应绿光荧光材料，该荧光材料的化学表达式为Lu<subgt;2</subgt;SiO<subgt;5</subgt;:xEu<supgt;2+</supgt;，其中0.01≤x≤0.05。与现有技术相比，本发明荧光粉为宽激发绿色荧光粉，是一种全新的荧光材料，具备物理化学性质稳定的优势，同时，该荧光粉可采用常规固相反应法制得。本发明荧光粉可以与现有的紫光芯片进行很好地匹配，在400nm下激发下保持最佳发射强度的75％左右，发光性能优异，具有应用于紫光激发白光LED、紫光激发类太阳光LED、紫光激发全光谱LED等健康照明领域的巨大发展潜力。技术研发人员：房永征,吴涛,侯京山,蒋广翔,董浪平,吴江华,刘玉峰,赵国营,张刚华,周鹏程,林燕丹受保护的技术使用者：上海应用技术大学技术研发日：技术公布日：2024/10/10