黄光荧光粉的制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于湿化学法制备荧光粉技术领域，具体涉及一种LED用MAlS i04:Tb3+，Eu2+黄光荧光粉的制备方法。
【背景技术】
[0002]目前，稀土发光材料已经成为信息显示、照明光源、光电器件等领域的核心材料。其中，应用最为广泛的是可被紫外光-蓝光(200?500nm)激发而产生不同发光颜色的荧光粉材料。荧光粉的高发光强度、高色纯度以及均匀的颗粒尺寸可以明显的改善光电器件的使用性能。目前，荧光粉基体材料主要包括铝酸盐、硅酸盐、钨酸盐以及钛酸盐等，但不同体系的荧光粉在显色性能及发光强度上存在差异。
[0003]2011年，黄彦林等人以碱土碳酸盐、Si02、Eu203等为原料，在还原气氛条件下于1000?1500°C下煅烧I?15h，即得Ca7-7x—7yM7yEu7x(Si04)4，Mn4+黄-蓝光荧光粉。发现该荧光粉在紫外近紫外光激发下可发射出，Mn4+黄-蓝光，发光效率高、激发波长宽的特点。2012年，陈雷等人以纳米-微米Si02、Eu203以及碱土金属碳酸盐、碱土金属氧化物等为原料，在氢气、氮气混合气氛下，于1400?1700°C下煅烧4?20h，即得(Ae1-xEux)3Si05红光荧光粉，在460nm蓝光激发下，荧光粉发射出波长为600nm的红光，荧光粉的发光强度高、化学稳定性好。
[0004]目前，已报道的硅酸盐荧光粉的制备方法多为高温固相法，经高温煅烧后粉体中激活剂混合不均匀，导致荧光粉的激发效率低，后期应用中器件的色区一致性差。同时，高温固相法所得荧光粉颗粒粒径大小不均匀，也极大的影响了荧光粉在器件中的实际使用性會K。
【发明内容】
[0005]为此，本发明所要解决的技术问题在于克服传统方法激活剂混合不均匀、荧光粉的激发效率低、色区一致性差以及颗粒分布不均匀的技术瓶颈，从而提出一种荧光粉的颗粒均匀，激发效率高，色区一致性好的LED用MAlS14: Tb3+，Eu2+黄光荧光粉的制备方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明的公开了一种LED用MAlS14:Tb3+，Eu2+黄光荧光粉的制备方法，其中，所述方法包括如下步骤:
[0007]I)称取Al(NO3)3.9H20，再加入无水乙醇和蒸馏水，待Al(NO3)3.9出0溶解形成Al(NO3) 3 溶液;
[0008]2)称取 M20、M0H 或 MNO3 中的一种，S12 和 31((^2115)4中的一种；以及113407 411203 ;然后将四者混合，得到混合物;M元素可以为L1、Na、K、Ag中的至少一种；
[0009 ] 3)将步骤2)的混合物进行搅拌，使各反应物充分混合；
[0010]4)将步骤3)所得的物质进行溶剂热反应，得到溶剂热产物；
[0011]5)将步骤4)所得的所述溶剂热产物进行干燥处理，得到待还原反应物；
[0012]6)将步骤5)所得的待还原反应物进行还原处理，然后研磨，得到MA lSi04:Tb3+，Eu2+黄光荧光粉。
[0013]优选的，所述的制备方法，其中，步骤I)中所述的无水乙醇与蒸馏水的体积比为0.1 ?0.6:1。
[0014]优选的，所述的制备方法，其中，步骤I)中所述的Al(NO3 )3溶液的浓度为0.20?1.0mol/Lo
[0015]优选的，所述的制备方法，其中，步骤I)所得的Al(NO3)3溶液中的Al元素与步骤2)的所述混合物中各金属元素的摩尔比为Al:M:S1:Tb:Eu = l:l:l:0.01?0.1:0.002?0.1。
[0016]优选的，所述的制备方法，其中，步骤I)和2)中称取的各物质均需要放在高压容器中，其中所述的Al(NO3)3.9H20颗粒占所述高压容器容积的比例为10%?80%。
[0017]优选的，任一项所述的制备方法，其中，步骤3)中所述的搅拌所用的搅拌器为磁力搅拌器，磁力转子转速为240rpm，温度为50°C，加热时间为30min。
[0018]优选的，任一项所述的制备方法，其中，步骤4)中的溶剂热反应具体为:先进行升温处理的升温速度为5°C/min，升温至100?200°C，时间为I?6h;再进行缓慢降温处理，降温速度为0.1?0.3°(:/11^11，降温至60°(:。
[0019]优选的，任一项所述的制备方法，其中，步骤5)所述的干燥处理的温度为60°C。
[0020]更为优选的，任一项所述的制备方法，其中，所述步骤6)中，还原处理具体为:将步骤5)得到的所述溶剂热前驱体置于高温管式气氛炉内，通入H2、N2混合气体，H2浓度为5%，混合气体流速为25?300mL/min，以5°C/min的升温速度升温至750?1000°C煅烧10?24h，随炉冷却后取出。
[0021 ]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0022](I)本发明采用溶剂热法制备MAlS14: Tb3+，Eu2+黄光荧光粉，在后期低温煅烧下(700?10000C )即可获得MAlS14: Tb3+，Eu2+黄光荧光粉。与传统的高温固相法相比，溶剂热法所需后期煅烧温度低，工艺简单，能耗较低，适合工业化生产。
[0023](2)本发明采用溶剂热法制备MAISi04: Tb3+，Eu2+黄光荧光粉，与传统固相法相比，溶剂热法所得荧光粉中的Tb3+分散均匀，易进入MAlS14中实现能量传递，所得，黄-蓝光荧光粉的发射峰半波宽较窄，色纯度较高。
[0024](3)本发明采用溶剂热法制备MAlS14: Tb3+，Eu2+黄光荧光粉，与传统固相法相比，所得荧光粉的颗粒粒径大小分布均匀，有利于荧光粉后期应用中与胶水的均匀混合。
【附图说明】
[0025]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0026]图1为实施例1制备的Na0.gAg0.1AlS1c0.lTb'0.lEu2+黄光荧光粉的发射光谱；
[0027]图2为实施例2制备的KAlS14:0.02Tb3+，0.005Eu2+黄光荧光粉的XRD图谱。
【具体实施方式】
[0028]实施例1本实施例公开了一种LED用MAlSi04:Tb3+，Eu2+黄光荧光粉的制备方法，具体步骤如下:
[0029](I)称取12.004g的Al(NO3)3.9H20颗粒置于高压容器(高压容器容积为80mL，材质为聚四氟乙烯内衬、不锈钢外壳，压力范围为O?1Mpa)中，按填充比为40% (指溶剂体积占高压容器容积的比例)，C2H5O(无水乙醇):H2O(蒸馏水)=0.6:1的体积比，向高压容器中加Al2mI^C2H5(^P20mI^H2(U#Al(N03)3.9H20颗粒充分溶解后，在高压容器中形成浓度为
1.0mo 1/L的Al (NO3h溶液(指Al3+占C2H5O和H2O混合液总体积的浓度)；
[0030](2)按照Na: Ag: Al: Si = 0.9: 0.1:1:1 的摩尔比，称取I.152g的NaOH、0.544g的AgNO3和1.923g的Si02。按照Tb3+的摩尔浓度为10mol% (指Tb3+占基体材料Na0.gAg0.1AlS1*的摩尔浓度)，Eu2+: Tb3+= 1:1，称取0.598g的Tb4O7和0.562g的Eu2O3粉体。将Na0H、AgN03、
Si02、Tb407和Eu2O3粉体共同加入步骤I)的高压容器中。
[0031](3)将步骤2)的高压容器置于磁力搅拌器上，控制磁力转子转速为240rpm，温度为50 °C下，搅拌并加热30min，使各反应物充分混合。
[0032](4)将步骤3)中的高压容器置于烘箱中，以5°C/min的升温速度，升温至100°C，保温4h。再以0.2°C/min的缓慢降温速度，降温至60°C，然后随炉冷却至室温后取出。
[0033](5)将步骤4)所得溶剂热产物于60°C下，大气气氛中进行干燥，然后置于研钵中研磨均匀，即得到溶剂热前驱体。
[0034](6)将步骤5)所得溶剂热前驱体置于高温管式气氛炉内，通入出、他混合气体(控制H2浓度为5 % )，混合气体流速为200mL/min，以5 °C/min的升温速度升温至900 °C煅烧24h，随炉冷却后取出，进行研磨，即得Na0.gAg0.1AlS1^0.lTb'0.lEu2+黄光荧光粉。对所得荧光粉进行相关测试，如图1所示，发现Na0.9AgQ.!AlS14: 0.1Tb3+，0.1Eu2+荧光粉发射在波长为453nm的蓝光激发下，峰的峰值波长为556nm，色坐标为(x = 0.3473，y = 0.6207) ο
[0035]实施例2本实施例公开了一种LED用MAlSi04:Tb3+，Eu2+黄光荧光粉的制备方法，具体步骤如下:
[0036](I)称取4.502g的Al(NO3)3.9H20颗粒置于高压容器(高压容器容积为80mL，材质为聚四氟乙烯内衬、不锈钢外壳，压力范围为O?1Mpa)中，按填充比为30% (指溶剂体积占高压容器容积的比例)，C2H5O (无水乙醇):H2O(蒸馏水)= 0.25:1的体积比，向高压容器中加入4.8mL的C2H5O和19.2mL的H2O,待Al (NO3)3.9H20颗粒充分溶解后，在高压容器中形成浓度为0.5mol/L的Al(NO3)3溶液(指Al3+占C2H5O和H2O混合液总体积的浓度)；
[0037]按照K: Al: Si = 1:1:1的摩尔比，称取I.201g的KH⑶3和0.721g的Si02。按照Tb3+的摩尔浓度为2mol % (指Tb3+占基体材料KAlS14的摩尔浓度)，Eu2+: Tb3+= 1:4，称取0.045g的Tb4O7和0.011g的Eu203粉体。将KHC03、Si02、Tb407和Eu203粉体共同加入步骤l)的高压容器中。
[0038](3)将步骤2)的高压容器置于磁力搅拌器上，控制磁力转子转速为240rpm，温度为50 °C下，搅拌并加热30min，使各反应物充分混合。
[0039](4)将步骤3)中的高压容器置于烘箱中，以5°C/min的升温速度，升温至190°C，保温3h。再以0.25°C/min的缓慢降温速度，降温至60°C，然后随炉冷却至室温后取出。
[0040](5)将步骤4)所得溶剂热产物于60°C下，大气气氛中进行干燥，然后置于研钵中研磨均匀，即得到溶剂热前驱体。
[0041](6)将步骤5)所得溶剂热前驱体置于高温管式气氛炉内，通入出、他混合气体(控制H2浓度为5% )，混合气体流速为240mL/min，以5°C/min的升温速度升温至800°C煅烧18h，随炉冷却后取出，进行研磨，即得KAlS14:0.02Tb3+，0.005Eu2+黄光荧光粉。对所得荧光粉进行相关测试，如图2所示，发现KAlS14:0.02Tb3+，0.005Eu2+荧光粉发射峰的峰值波长为561nm，色坐标为(x = 0.3454，y = 0.6317)。
[0042]实施例3本实施例公开了一种LED用MAlSi04:Tb3+，Eu2+黄光荧光粉的制备方法，具体步骤如下:
[0043](I)称取6.302g的Al(NO3)3.9H20颗粒置于高压容器(高压容器容积为80mL，材质为聚四氟乙烯内衬、不锈钢外壳，压力范围为O?1Mpa)中，按填充比为60% (指溶剂体积占高压容器容积的比例)，C2H5O(无水乙醇):H2O(蒸馏水)=0.2:1的体积比，向高压容器中加入8mL的C2H5O和40mL的H2O,待Al (NO3)3.9H20颗粒充分溶解后，在高压容器中形成浓度为0.35mol/L的Al(NO3)3溶液(指Al3+占C2H5O和H2O混合液总体积的浓度)；
[0044](2)按照1^:似:厶1:51 = 0.5:0.5:1:1的摩尔比，称取0.3528的1^0!1.H20、0.336g的NaOH和3.450g的Si (OC2H5 )4。按照Tb3 +的摩尔浓度为5mol% (指Tb3+占基体材料Li0.5Na0.5AlSi04的摩尔浓度)，Eu2+: Tb3+= 1:2.5，称取0.1