[发明专利]一种Mn4+

说明书

本发明公开了一种Mn⁴⁺激活的植物生长LED灯用深红色荧光材料及其制备方法，该荧光材料的分子式为SrLa₂Sc₂O₇:xMn⁴⁺，式中0.001≤x≤0.04，SrLa₂Sc₂O₇的晶体结构为正交晶系，空间群Fmmm，晶胞参数晶胞体积其制备方法为：将SrCO₃、La₂O₃、Sc₂O₃、MnO₂、MgO研磨混匀后，在空气气氛中经预烧、焙烧即可得荧光材料。本发明荧光材料具有250～600nm宽的激发波段和位于650～750nm的深红发射波段，可应用于植物生长LED灯。另外，该荧光材料的制备方法简单易行，原料价格低廉，适合大规模工业化生产。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，具体涉及一种新型氧化物荧光粉，特别涉及一种新型植物生长LED灯用四价锰离子掺杂钪酸盐深红色荧光材料及其制备方法。

背景技术

植物的生长发育是可以通过调整光环境加以控制的，通过光质调节，控制植株形态建成是设施栽培领域的一项重要技术。400～500nm(蓝光)、620～690nm(红光)、700～1050nm(远红光和近红外光)分别对应了植物的光合色素(叶绿素a、b及胡萝卜素)、光敏色素及细菌叶绿素的吸收光。其中，植物主要通过叶绿素吸 400～500nm(蓝光)的光线以及620～690nm(红光)进行光合作用，即需要波长大约在400～700nm的光线。LED日光灯相比于普通日光灯，具有诸多优点：节能、环保、无毒、寿命长、适用性好、回应时间短等，完全能够满足植物生长对红色光的需求。红光有促进菊花茎段生根、叶绿素形成、碳水化合物积累以及吸收和利用的作用。在快繁过程中运用红光的植物生长灯补光对于促进各种植物的快速生根及提高种苗质量也效果显著。

Mn⁴⁺激活的锗酸盐、氟化物荧光粉于1947年首次被研制出来后，Mn⁴⁺激活荧光粉课题的研究一直从未间断。由于Mn⁴⁺有效的正电荷和强烈局部晶体场的影响，使得Mn⁴⁺主要自旋禁止的²E→⁴A₂跃迁通常位于600～750nm(红光区)，从而Mn⁴⁺可作为用来制备红光LED用红色荧光粉的一个有效的激活剂。迄今为止，已经报道的Mn⁴⁺离子激活的红色荧光粉应用在LED植物生长灯方面的很少，这些研究大多都是针对白光LED用的荧光材料，所以为了得到适宜植物生长所需光源的红光LED 灯，研究Mn⁴⁺离子掺杂新型植物生长LED灯用红色荧光粉具有非凡意义。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型植物生长LED灯用红色荧光材料，该红色荧光材料为四价锰离子掺杂钪酸锶镧，具有在紫外光和绿光光谱区吸收，在紫外至绿光区域内的光激发下，具有覆盖650～750nm区间和发光中心位于690nm左右的深红色荧光，具有良好的热稳定性。

本发明的另一目的在于提供上述新型植物生长LED灯用四价锰离子掺杂钪酸锶镧红色荧光材料的制备方法。本发明采用廉价且易于获取的四价锰离子作为激活离子，可以在较温和的条件下制备，采用高温固相法制备具有良好的抗热淬灭特性的新型植物生长LED灯用红色荧光材料，以实现经济高效的商业应用。

针对上述目的，本发明所采用的植物生长LED灯用红色荧光材料为四价锰离子掺杂的钪酸锶镧，分子式为SrLa₂Sc₂O₇:xMn⁴⁺，激活离子为Mn⁴⁺离子，x为Mn⁴⁺掺杂的摩尔比，0.001≤x≤0.04，优选0.005≤x≤0.02；其晶体结构为正交晶系，空间群Fmmm，晶胞参数晶胞体积