[发明专利]一种Mn(Ⅳ)掺杂的氟化物红色荧光粉的绿色制备方法

说明书

本发明公开了一种Mn(Ⅳ)掺杂的氟化物红色荧光粉的绿色制备方法。将Mn(OH)₂或KMnO₄、KHF₂以及M(M=Si,Ti,Ge,Zr)的氧化物按一定比例加入至硝酸或硫酸或硝酸磷酸混合溶液中，在水浴或水热条件下反应，反应结束后用稀硝酸或稀硫酸、酒精洗涤，离心，烘干得到Mn(Ⅳ)掺杂的氟化物红色荧光粉。通过使用硝酸或硫酸或硝酸磷酸混合溶液替代氢氟酸，降低了使用HF在制备过程中所带来的安全隐患，并且使合成变得绿色；制备的荧光粉在300nm~500nm下能被有效激发，并且有着极强的红光窄带发射，因此在照明及显示方面都有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种荧光材料的制备方法，具体的说是一种Mn(Ⅳ)掺杂的氟化物红色荧光粉的绿色制备方法。

背景技术

白光发光二极管（LED，Light Emitting Diode）是继节能灯后的新一代固态光源，与传统的荧光灯和节能灯比，LED更节能，并且由于LED中不需要添加汞作为激发光源，在生产和后处理过程中都不会对环境产生影响，安全环保。目前商业化的白光LED普遍采用“蓝光芯片+黄粉”方式实现，其中黄色荧光粉为Ce³⁺离子掺杂的Y₃Al₅O₁₂（YAG：Ce）或YAG的优化改进品。但由于缺少红色成分，LED器件显色性低、色温偏高、色域窄的缺点逐渐显现，已经无法满足时代的发展和人们的需求。因此，高性能的红色荧光粉已成为影响白光LED发展的关键性瓶颈之一。

对于红色组分，目前主要的商用氮化物红色荧光粉(Ca, Sr, Ba)AlSiN₃:Eu²⁺，该荧光粉具有优异的发光性能和良好的热稳定性。但氮化物荧光粉存在制备条件苛刻（高温高压，原料需要隔绝空气等）问题，并且生产成本高，设备要求高，直接限制了荧光粉的大规模工业生产和应用。近年来，Mn⁴⁺掺杂的氟化物红色荧光粉备受关注，该体系具有红光窄带发射、可被蓝光/近紫外光激发、原料便宜的特点，报道显示此类荧光粉非常高效，已经成为一个新的研究热点。

然而氟化物体系如A₂MF₆和BMF₆（A为碱金属，B为碱土金属，M为Si、Ge、Ti、Zn等过渡金属）的溶液法合成需要使用腐蚀性的HF，存在环保问题和安全隐患，限制了荧光粉的大规模工业生产。因此一种新型的绿色制备方法是迫切需求的。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种Mn(Ⅳ)掺杂的氟化物红色荧光粉的绿色制备方法。该合成材料在在300nm~500nm下能被有效激发，并且有着极强的红光窄带发射。

本发明的技术方案如下：

一种Mn(Ⅳ)掺杂的氟化物红色荧光粉的绿色制备方法，包括以下步骤：

A、将MnO(OH)₂或KMnO₄、KHF₂以及M(M=Si,Ti,Ge,Zr)的氧化物按一定比例加入硝酸或硫酸或硝酸与磷酸混合溶液中；

B、通过水浴或者水热进行反应；

C、反应结束后用稀硝酸或稀硫酸、酒精进行洗涤，离心，烘干得到Mn(Ⅳ)掺杂的氟化物红色荧光粉。

优选的，所述步骤A中，合成所用HNO₃浓度为30wt%~65wt%，H₂SO₄浓度为20wt%~50wt%，H₃PO₄浓度为40wt%~85wt%，HNO₃与H₃PO₄混合溶液中HNO₃与H₃PO₄体积比为5ml/45ml~45ml/5ml。