[发明专利]一种MSi2O2N2:Eu2+荧光粉的快速制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机发光材料，具体涉及一种MSi₂O₂N₂:Eu²⁺荧光粉的快速制备方法。

背景技术

发光二极管（LED）照明灯具有高节能、寿命长、多变幻、利环保等优点。LED照明灯较传统光源节能80%以上，为节能环保技术推进重大的一步。目前LED常用白光实现方式为InGaN芯片蓝光激发YAG：Ce³⁺发出黄光，并与透过蓝光复合成白光，但此种方法由于YAG:Ce³⁺激发波段窄，发射光谱中缺乏红光的成分，因此显色指数不高，很难超过85。而由红绿蓝三色复合而成的白光可以较容易的通过荧光粉比例的调节实现较高的显色指数，因此发展量子效率高、化学稳定性好的多色荧光粉成为大功率白光LED灯的关键技术。

M_1-xSi₂O₂N₂:Eu_x²⁺(M=Ca，Sr，Ba)荧光粉具有化学稳定性高、热稳定性好、高的量子效率、高温抗氧化等优点，适用于大功率照明的白光LED荧光粉。M_1-xSi₂O₂N₂:Eu_x²⁺，M=Ca，Sr，Ba具有300nm-450nm的宽激发带，发射出峰值分别在556±5nm处的黄光， 535±3nm处的黄绿光和490±2nm处的蓝绿光；适用于以商用的InGaN为蓝光芯片的大功率LED照明灯用荧光粉。

目前，制备MSi₂O₂N₂ (M=Ca，Sr，Ba)系的荧光粉的方法主要有三种方法：微波法，气相还原氮化法和固相合成法；在最新的研究当中，常作为陶瓷烧结的放电等离子烧结（SPS）法也有部分学者将其运用在荧光粉的合成研究中；

微波法如Chia-Hao Hsu等人（“Microwave-hydrothermally synthesized (Sr_1-x-yCe_xTb_y)Si₂O_2-δN_2+μphosphors: efficient energy transfer, structural refinement and photoluminescence properties” J. Mater. Chem., 2011, 21, 2932–2939）以亚硝酸锶，亚硝酸铈，氧化铽作为原料溶入稀硝酸中，再按Si⁴⁺与金属离子之比为2:1加入Si(OC₂H₅)₄作为Si源，加入酒精搅拌后，微波热液处理（2450 MHz，500 W，160℃，20 min）形成前驱体，最后采用传统高温合成法1350℃保温4h得到目标产物，此种方法虽可以降低合成温度至1350℃，但所采用亚硝酸锶、亚硝酸铈化学原料毒性强、储存成本高。

气相还原氮化法专利如：CN101698799A（多孔球形CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺荧光粉的制备方法），先将氯化钙、氯化銪和聚乙二醇溶于水中配成溶液A；将碳酸钠、聚乙二醇6000和十二烷基硫酸钠溶于水中配成溶液B；将溶液A倒入到溶液B中，搅拌静置，水洗、烘干；取(Eu，Ca)CO₃分散在水中，加入Na₂SiO₃溶液，调节pH值为7-8，搅拌，水洗，烘干；在NH₃气流下，升温至1250-1400℃，保温后降至室温得Ca_1-xSi₂O₂N₂:Eu_x²⁺，此方法中氮化锶和稀土离子氮化物原料成本高；并且工艺复杂，易引入钠离子及硫酸根杂质。