[发明专利]一种光色可调尖晶石荧光粉及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种光色可调尖晶石荧光粉及其制备方法和应用。本发明的尖晶石荧光粉的化学表达式为ZnAl_2‑xO₄:xMn，0x0.005，且该荧光粉在制备过程中添加了用于调节Mn²⁺和Mn⁴⁺相对含量的Li基电荷调节剂。本发明的光色可调尖晶石荧光粉的制备方法包括以下步骤：按照Zn、Al和Mn的摩尔比称取ZnO、Al₂O₃和MnCO₃，再加入Li基电荷调节剂，充分研磨均匀，再进行焙烧。本发明的尖晶石荧光粉的光色可以在范围内调节，进而可以满足各种类型的光源需求，且其制备工艺简单、成本低廉、环境友好，可以广泛应用于LED照明和显示、荧光温度传感等多个方面。

技术领域

本发明涉及一种光色可调尖晶石荧光粉及其制备方法和应用，属于发光材料技术领域。

背景技术

荧光材料是一种光致发光材料，广泛应用于照明、染料、增白剂、涂料、化学分析、太阳能电池、防伪、激光等领域，尤其是在照明领域(LED显示、照明光源)发挥着至关重要的作用。

白光LED是一种将电能转换为白光的固态半导体器件，具有效率高、体积小、寿命长、安全、节能、环保等诸多优点，是继白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯之后的第四代照明光源，必将成为未来照明市场上的主流产品。荧光粉的光谱、稳定性、量子效率等直接关系到白光LED的显色指数、使用寿命和应用范围。所以，实现荧光粉的光色调节具有十分重要的意义。

过渡金属离子Mn²⁺和Mn⁴⁺是优良的发光激活离子，其光效高、成本低、储量可观，具有巨大的发展潜力。目前在针对ZnAl₂O₄尖晶石体系的研究中，由于Mn⁴⁺的自还原现象，最终产物往往为发绿光的尖晶石荧光粉ZnAl₂O₄:Mn²⁺，极难得到Mn⁴⁺激活的发红光的尖晶石荧光粉，更别说实现光色调节。

因此，有必要开发一种光色可调的尖晶石荧光粉，用以满足各种类型的光源需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光色可调尖晶石荧光粉及其制备方法和应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种光色可调尖晶石荧光粉，其化学表达式为ZnAl_2-xO₄:xMn，0x0.005，且该荧光粉在制备过程中添加了用于调节Mn²⁺和Mn⁴⁺相对含量的Li基电荷调节剂。

优选的，一种光色可调尖晶石荧光粉，其化学表达式为ZnAl_1.998O₄:0.002Mn，且该荧光粉在制备过程中添加了用于调节Mn²⁺和Mn⁴⁺相对含量的Li基电荷调节剂。

优选的，所述Li基电荷调节剂为Li₂CO₃、LiF中的至少一种。

上述光色可调尖晶石荧光粉的制备方法包括以下步骤：按照Zn、Al和Mn的摩尔比称取ZnO、Al₂O₃和MnCO₃，再加入Li基电荷调节剂，充分研磨均匀，再进行焙烧，得到光色可调尖晶石荧光粉。

优选的，所述Li基电荷调节剂的添加量为ZnO、Al₂O₃和MnCO₃总质量的0～20％。

优选的，所述焙烧的温度为1200～1800℃，焙烧时间为3～7h。

进一步优选的，所述焙烧的温度为1500℃，焙烧时间为5h。