[发明专利]一种锰掺杂的K2

说明书

本发明涉及无机功能材料领域，具体涉及一种锰掺杂的K₂TiF₆红色荧光粉及其制备方法，该方法涉及两步反应：第一步将高锰酸钾溶于去离子水中，然后加入氟氢化钾，待其溶解后，缓慢滴加盐酸肼水溶液，通过盐酸肼还原高锰酸钾得到四价锰复合物；第二步将氟氢化钾溶于水溶液中，然后加入氟钛酸钾，再加入四价锰复合物，在旋转混合仪上反应即可得到K₂TiF₆:Mn⁴⁺红色荧光粉。制备得到的K₂TiF₆:Mn⁴⁺荧光粉可被GaN的蓝光或紫外LED芯片激发，表现出窄带红光发射，其最强发射峰分别位于613nm和630nm；整个反应过程中没有使用高毒性和强腐蚀性的氢氟酸，环保安全。

技术领域

本发明涉及无机功能材料领域，具体涉及一种锰掺杂的K₂TiF₆红色荧光粉及其制备方法。

背景技术

固态照明(Solid-state lighting,SSL)是一种基于半导体器件的新光源，被视为下一代照明光源的主流产品。与传统照明系统(如白炽灯泡、荧光灯和高强度放电灯)相比，固态发光二极管(Light Emitting Diode,LED)具有节能、环保、长寿命等多重优越性能。因此，固态照明的最终目标是取代传统的照明光源，广泛应用于生活照明。一般来说，白光LED可以通过两种主要方法实现。一是结合红、绿、蓝LED等多LED芯片，即LED基法；另一种是将单个LED芯片(例如基于GaN的蓝光或紫外LED芯片)与黄光或多色光荧光粉(例如红、绿、蓝光荧光粉)相结合，即基于LED+荧光粉的方法。

固态发光二极管的性能与所使用的荧光粉特性密切相关，如荧光粉的发光效率、色彩渲染指数(Color Rendering Index，CRI)、相关色温(Correlated ColorTemperature，CCT)等。第一个市售的白光LED是由日本日亚化学工业株式会社于1996年用蓝光InGaN芯片和可发黄色光的钇铝石榴石(YAG： Ce)荧光粉制造的。虽然钇铝石榴石已成功应用于白光LED中，但由于其发光光谱中红色发射不足，仍有一些限制，包括低的色彩渲染指数(+80)和高的相关色温(+6000K)。因此，高性能的红色荧光粉已成为白光LED发展的关键影响因素之一，在这方面的研发还需要投入更多的关注。

2008年，K₂SiF₆:Mn⁴⁺荧光粉在HF/KMnO₄混合溶液中通过化学蚀刻硅晶圆而得到，研究表明其是一种非常优异的红色荧光粉。随后的大量研究表明氟金属酸盐(化学式：M₂XF₆:Mn⁴⁺,M＝碱金属离子、X＝Si、Ti和Ge)是一种具有很窄红光发射(600～660nm)的荧光粉，因其良好的光电特性和在白光LED中的潜在应用而备受关注。但此系列的荧光粉在制备过程中需要使用氢氟酸。氢氟酸具有高毒性和强腐蚀性，吸入高浓度的氢氟酸蒸汽会导致肺水肿和氟化物中毒，可能会造成死亡。此外，接触高浓度的氢氟酸也会导致严重的烧伤问题。因此，使用氢氟酸制备此类荧光粉存在严重的安全隐患问题，也限制了荧光粉的大规模工业化生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种锰掺杂的K₂TiF₆红色荧光粉的制备方法。

本发明要解决的另一个技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种锰掺杂的K₂TiF₆红色荧光粉。

为了解决本发明的技术问题，所采取的技术方案为一种锰掺杂的K₂TiF₆红色荧光粉的制备方法，具体包括如下步骤：

S1、将高锰酸钾溶入水中，加入氟氢化钾，其中高锰酸钾与氟氢化钾、水的质量比为(0.29-0.58):5.85:20，得到混合溶液1；