[发明专利]一种用于农业照明的钙钛矿结构荧光粉及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于农业照明的钙钛矿结构荧光粉及其制备方法，其通式为：CaLa_4‑xTi₄O₁₅:xEu³⁺，其中0≤x≤0.60。采用柠檬酸‑乙二醇溶胶燃烧法制备CaLa₄Ti₄O₁₅材料，用混配络合剂溶胶燃烧法得到的络合物比单配位体系具有更大的稳定性。CaLa₄Ti₄O₁₅作为荧光粉主体，其为激发中心Eu³⁺提供了良好晶体场与物理化学稳定性。该荧光粉的电荷迁移带与稀土离子间的传递效率更高，发光强度能够大幅度改善。被激发后发射出植物能够吸收的强红光，可应用于农业LED照明。使用溶胶燃烧法制备所述荧光粉，具备合成工艺简单，合成温度低，合成周期短，得到的荧光粉尺寸分布均匀，发光性能好等优点。

技术领域

一种农业照明LED用CaLa_4-xTi₄O₁₅:xEu³⁺荧光粉材料及其制备方法，属于稀土发光材料技术领域。

背景技术

相比于传统的照明光源白炽灯和荧光，半导体LED具备高能效、寿命长、响应时间快和环境友好等优点，被称为第四代绿色照明方式，广泛应用于各行各业。

随着全球设施农业、园艺业的快速发展，植物生长的光环境控制技术越来越受到重视。植物生长的条件是适宜的温度、营养、水分和光照等。其中，光照是极为重要的影响因子。在纬度高、光照时间不足和气温低的区域，人工辅助照明已成为保证园艺植物、花卉和农作物等优质稳产的关键技术之一。环境友好型的LED光源具有光能利用率高、能耗低、使用寿命长、体积小和产热少等优点。因此，开发促进植物生长用农业照明LED是一项非常紧迫的任务。

Eu³⁺的能级跃迁较为丰富(⁵D₀→⁷F₀,⁷F₁,⁷F₂,⁷F₃,⁷F₄)。通常，Eu³⁺掺杂的荧光粉以橙光(⁵D₀→⁷F₁)和红光(⁵D₀→⁷F₂)发射为主。除典型的Eu³⁺掺杂的红色荧光粉以外，具有高强度⁵D₀→⁷F₄跃迁的Eu³⁺掺杂的远红光荧光粉进入人们视野。此类荧光粉具有强度高的远红光发射能力，是一种可用于植物生长照明的发光材料。

现有技术中报道了稀土Eu³⁺掺杂钙钛矿结构的荧光粉材料，例如，公开号为CN110982526A的中国专利文献报道了Eu³⁺离子掺杂SrLaMgTaO₆红色荧光粉，且在实施过程中采用的是高温固相烧结工艺。值得注意的是该荧光粉存在着二次煅烧，煅烧温度高，制备周期长和能源消耗多等缺点。一些制备ALa₄Ti₄O₁₅(A＝Ca，Ba，Sr)的论文(Colloids andSurfaces A-Physicochemical and Engineering Aspects 481(2015)125–132；International Journal of Applied Ceramic Technology 10(2013)773-779)均报道了高温固相法制备了CaLa₄Ti₄O₁₅陶瓷材料，需要在1200-1600℃高温下煅烧数个小时，对比本发明的制备方法，不仅耗能耗时，制得的样品形貌和性能也不如按照本发明制造方法制备的材料。