[发明专利]一种溶剂热辅助制备复相钛酸盐红色长余辉荧光粉的方法

说明书

一种溶剂热辅助合成的复相钛酸盐红色长余辉荧光粉的方法，通过高浓度的Ca²⁺、Zn²⁺、Pr³⁺、Bi³⁺、B³⁺金属离子溶液引入到含有钛酸丁酯的乙醇、乙二醇、丙三醇、异丙醇或正丁醇的醇溶液中。按照化学计量比合成[Ca_0.8Zn_0.2TiO₃]:Pr,aBi³⁺,bB³⁺（0≤a≤0.01，0≤b≤0.01）和[CaTiO₃·mZn₂TiO₄]:Pr³⁺（0m0.5）的复相红色长余辉荧光粉。采用溶剂热法制备前驱体，在高温炉中900~1150℃煅烧3~5 h。此方法过程简单，污染小，能够有效地掺杂Bi³⁺、B³⁺等两性、受pH影响大的离子。得到晶粒尺寸在微米级，并具有均一微观形貌，具有在300~400 nm的宽带激发和600~630nm处的窄带发射的红色长余辉。获得的粉末无需进一步的研磨，可直接应用于基于紫外芯片的白光LED、农用设施和太阳能电池等。

技术领域

本发明属于发光材料技术领域，关于溶剂热辅助合成Ca_0.8Zn_0.2TiO₃和CaTiO₃·Zn₂TiO₄为基质的红色长余辉荧光粉及其制备方法。

背景技术

当红、绿、蓝长余辉荧光粉的发光性质一致时，将它们按一定比例混合理论上可以得到任意一种颜色。其中绿色和蓝色长余辉荧光粉已进入了实用阶段，但目前仍没有一种能与之匹配的红色长余辉荧光粉。

CaTiO₃: Pr³⁺作为一种很有潜力的红色长余辉材料，其色坐标值(x = 0.680, y =0.331)与美国全国电视标准委员会所规定的红色发光的色坐标值(x = 0.667, y =0.333)非常接近，但是该体系存在的最大问题是发光强度及余辉时间还不能满足实际应用，近紫外和可见光激发强度也有待进一步的提高。

研究发现以Zn取代Ca获得的名义组成为Ca_0.8Zn_0.2TiO₃: Pr³⁺的荧光粉具有良好的发光性质，但是该名义组成实际上由正交CaTiO₃、立方Zn₂TiO₄或六方ZnTiO₃（950℃以下六方ZnTiO₃稳定存在）以及斜方Ca₂Zn₄Ti₁₆O₃₈三相组成，且三相比例会随着合成方法的不同而发生变化。其中Ca₂Zn₄Ti₁₆O₃₈:Pr³⁺虽然具有红色长余辉性质，但发光强度极其微弱。Pr³⁺掺杂的Zn₂TiO₄尽管不发光，但是其在近紫外区的吸收明显高于未掺杂的Zn₂TiO₄。