[发明专利]一种植物LED灯用荧光体及其合成方法

说明书

本发明提供一种植物LED灯用荧光体及其合成方法，该荧光体为四价锰离子掺杂锗酸钛钡，其化学分子式为Ba₂TiGe₂O₈:Mn⁴⁺，Ba﹕Ti﹕Ge﹕Mn=2﹕1﹕(2–x)﹕x，其中0.001≤x≤0.1。本发明还公开了此荧光体的其合成方法：准确称取原材料（含钡、钛、锗和锰的化合物），研磨混匀后，在空气中控制温度450‑650℃，预烧5‑15小时，将预烧后的样品再次研磨混匀后，在空气中控制温度900‑1200℃，煅烧10‑20小时，冷至室温，即可制得四价锰离子掺杂锗酸钛钡。本发明的荧光体在220‑500 nm区域内存在吸收，能将紫外与蓝光高效转化为600‑750 nm区域的红光，发光中心为666 nm，在植物生长LED灯具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明涉及红色荧光材料领域，特别涉及一种植物LED灯用四价锰离子掺杂锗酸钛钡荧光材料及其合成方法。

背景技术

植物LED灯可以发出植物光合作用需要的光线，特别是～460nm(蓝色)和～660nm(红色)对植物光合作用贡献最大。植物LED灯属于冷光源，系统发热少，占用空间小，可用于多层栽培立体组合系统，实现了低热负荷和生产空间小型化；植物LED灯属于固态发光器件，其环保节能和使用寿命长，能够降低了运行成本。所以说，植物LED灯给植物提供光合作用，促进植物生长，减短植物开花结果用的时间，提高生产！在可控设施环境中的植物栽培，如植物组织培养、设施园艺与工厂化育苗和航天生态生保系统等中，它是农作物不可或缺的产品。

非稀土离子Mn⁴⁺的外层电子排布为d³结构，Mn⁴⁺离子掺杂氧化物在激发波长为紫外至蓝光区域的光激发下，可在红光区域(630-780nm)内产生红色至深红色的发光，这正好与红色植物LED特性匹配。目前，Mn⁴⁺离子掺杂氧化物已经有许多报道，如：Ba₂GeO₄:Mn⁴⁺,Li₂GaGe₂O₆:Mn⁴⁺,CaAl₂O₄:Mn⁴⁺,Ca₁₄Zn₆Al₁₀O₃₅:Mn⁴⁺,LiGaTiO₄:Mn⁴⁺,Li₃Mg₂NbO₆:Mn⁴⁺和Sr₂ZnWO₆:Mn⁴⁺，然而，Mn⁴⁺离子氧化物在植物LED灯中的实际应用性还不是很理想。为了得到合格的植物红光LED灯，研究新型Mn⁴⁺离子掺杂红色荧光粉具有特殊意义。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种植物LED灯用红色荧光材料，该荧光材料为四价锰离子掺杂锗酸钛钡，其在紫外光和蓝光谱区具有吸收，在紫外至蓝光区域内的光激发下，具有覆盖600-750nm区间和发光中心在～666nm红色荧光，其荧光具有良好的抗热淬灭特性。

本发明的另一目的在于提供上述植物LED灯用四价锰离子掺杂锗酸钛钡红色荧光材料的合成方法。本发明是利用非稀土四价锰离子作为激活离子，可以在较温和条件和空气气氛下，采用高温固相法制备具有良好的抗热淬灭特性的植物LED灯用红色荧光材料。

本发明的目的通过以下技术方案实现：