[发明专利]一种蓝光激发的红色荧光材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种蓝光激发的红色荧光材料及其制备方法和应用，属于荧光材料技术领域。本发明以CaO、H₂O、Eu(NO₃)₃作为原料，采用碳化沉淀法合成前驱体CaCO₃:Eu³⁺，然后经碳粉还原法煅烧，再通N₂二次煅烧制备出CaO:Eu^2+,3+红色荧光粉。本发明利用Eu³⁺先占据CaCO₃中的Ca²⁺的晶格位置，由于电荷不平衡会产生钙空位，从而使Eu³⁺更易还原为Eu²⁺，使Eu²⁺的发光增强，实现蓝光激发的红色荧光发射。所得荧光材料可被蓝光激发，获得中心位于650～670nm的红光宽发射带。进一步的，本发明通过掺杂Cl^‑，可以使得荧光材料在近紫外激发下既有红色宽发射带又有蓝色宽发射带。

技术领域

本发明涉及荧光材料技术领域，特别涉及一种蓝光激发的红色荧光材料及其制备方法和应用。

背景技术

目前，白光LED的主要实现方式是蓝光芯片激发黄色荧光粉(如YAG:Ce³⁺)，但由于其缺少红光成分，存在显色指数低、色温高等缺点。若能引入红色荧光粉，可以有效地改善白光LED的显色指数和色温。

近年来，人们对Eu²⁺掺杂的硫化物、氮化物基红色荧光粉的研究较多，但硫化物荧光粉对水敏感，易产生H₂S，不利于其寿命，还会损伤器件；而氮化物荧光粉的制备条件较为苛刻，且价格昂贵，限制了其在白光LED中的应用。

相对于硫化物和氮化物，氧化物基荧光粉具有成本低、制备工艺简单、环境友好等优点。但由于Eu²⁺与O^2-之间的共价相互作用较弱，通常很难在氧化物基荧光粉中实现蓝光激发下的Eu²⁺红色发射。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种蓝光激发的红色荧光材料及其制备方法和应用，本发明制备方法所得蓝光激发的红色荧光材料发射强度高，能够实现蓝光激发的红色荧光发射。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种蓝光激发的红色荧光材料的制备方法，所述蓝光激发的红色荧光材料的化学式为CaO:xEu^2+,3+,yCl^-，其中，0.001≤x≤0.05，0≤y≤0.5，Eu的化合价为+2价和+3价，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将CaO与沸水混合，陈化，得到Ca(OH)₂浆液；

将所述Ca(OH)₂浆液与Eu(NO₃)₃混合，通入含CO₂气体，进行沉淀反应，得到掺杂有Eu³⁺的CaCO₃；

(2)当y＝0时，将所述掺杂有Eu³⁺的CaCO₃置于碳粉环境中，与碳粉不接触，进行第一煅烧，第一煅烧过程中碳粉不完全燃烧产生还原剂CO，还原Eu³⁺，得到蓝光激发的红色荧光材料前驱体；

当0＜y≤0.5时，将所述掺杂有Eu³⁺的CaCO₃与可溶性氯盐混合，得到混合物，将所述混合物置于碳粉环境中，与碳粉不接触，进行第一煅烧，第一煅烧过程中碳粉不完全燃烧产生还原剂CO，还原Eu³⁺，得到蓝光激发的红色荧光材料前驱体；

(3)在N₂氛围下，将所述蓝光激发的红色荧光材料前驱体进行第二煅烧，得到蓝光激发的红色荧光材料。