[发明专利]一种掺锰的双钙钛矿红色荧光粉的制备方法

说明书

本发明涉及荧光粉制备技术领域，具体涉及一种掺锰的双钙钛矿红色荧光粉的制备方法，该方法创造性的采用氯化物(LiCl、NaCl、KCl)作为助溶剂，辅助合成掺锰的双钙钛矿红色荧光粉，相对于现有技术中1400℃的煅烧温度，本发明的只需要800℃‑1000℃，大大降低生产成本；另一方面，相对于现有技术中因煅烧温度的降低而严重影响红光发光效率，本发明的红光发光效率并未因煅烧温度降低而降低，在保证红光发光效率的同时，降低了煅烧温度，非常难得，作为灯用荧光粉可用于LED照明及助植物生长用人工光源领域。

技术领域

本发明涉及荧光粉制备技术领域，具体涉及一种掺锰的双钙钛矿红色荧光粉的制备方法。

背景技术

因为蓝光(400-500nm)、红光(620-690nm)和近红外光(700-740nm) 分别控制植物的光合作用、向光性和光形态变化，所以光源不仅仅提供给植物生长所需的能量，还控制着植物细胞中千千万万的反应过程。正因为如此，通过不同光源控制植物生长的温室产业在农业和园林业得到广泛的发展，并由此来满足人类不同的需求。其中用于植物生长用的蓝光及红光LED灯已经被广泛研究，但是近红外光LED却鲜有报道。

当处于八面体结构中心时，Mn4+离子的4A2到4T1和4T2能级的自旋允许跃迁导致其在近紫外及蓝光区域有强吸收，并发射出从红到近红外光，比如在K2SiF6中发射617nm的红光，在SrTiO3中发射723nm的近红外光。Mn4+ 离子发射光位置主要取决于Mn4+的配位键能，因此Mn4+荧光粉基的LED灯可以发射用于植物生长所需的近红外光。特别是在双钙钛矿结构中，比如 La2MgTiO6，La2LiTaO6，Li2MgZrO4，Gd2MgTiO6等，已经发现Mn4+的掺杂可以制备近红外光荧光粉。

钙钛矿氧化物是近年来备受关注的一类物质，此类物质中，共用顶点或共棱边的BO6八面体被认为是主要的结构单元，对其光、电及磁性能起决定性的作用。双钙钛矿氧化物是钙钛矿氧化物中的特殊成员，其中含有两种八面体单元，通常用BO6和B'O6表示，此类物质中，两种八面体单元共用顶点，且交替排列，从而使同一种八面体单元间不相互连接，就八面体单元而言，与简单的钙钛矿类物质相比，由三维结构转化成零维结构。已有的研究表明，双钙钛矿氧化物中，BO6和B'O6单元同样对其性能起着决定性的作用。

目前，合成双钙钛矿结构氧化物红色荧光粉所采用的方法主要有溶胶凝胶法、高温固相法和共沉淀法等，它们有各自的优缺点。溶胶凝胶法能够实现分子水平的掺杂，烧结温度相对较低(1300℃)，但是其反应周期较长，需要几天时间，同时需要高温煅烧处理。共沉淀法合成的样品成分相对均匀，并且很少会出现成分的偏析，但是样品的粒度不容易控制，工序较为复杂，同时也需要后续的高温煅烧阶段。高温固相法具有操作简单，反应周期较短，易于工业化生产的优点，但目前合成该氧化物的煅烧温度较高(1400℃)，导致生产成本高，同时高温所制备的样品粒径过大，严重影响其发光效率。

发明内容

本发明针对现有技术不足之处，提供一种掺锰的双钙钛矿红色荧光粉的制备方法，在保证红色荧光粉的发光效率的同时，大大降低了红色荧光粉的煅烧温度，从而大大降低了红色荧光粉的生产成本。

在高温固相法合成氧化物过程中，通过添加合适助溶剂，不仅可以保持产物高的发光效率，还能降低合成温度，从而获得性能更好，成本更低的目标产物。

在荧光粉的制备过程中，硼酸是最常使用的一种助溶剂，但是该种常用的助溶剂并不能有效降低双钙钛矿的烧结温度，目前报道的文献中，用硼酸作为助溶剂的合成温度高达1350度。