[发明专利]蓝光激发的紫外荧光粉及其制备方法

说明书

本发明属于光电功能材料技术领域，具体涉及一种蓝光激发的紫外荧光粉及其制备方法，其化学通式为：Msubgt;2/subgt;NZrsubgt;1‑x/subgt;Osubgt;4/subgt;:xA，其中M为Li、Na或K；N为Mg、Ca、Sr或Ba；A为掺杂的发光离子，为Cesupgt;3+/supgt;、Eusupgt;3+/supgt;、Nisupgt;2+/supgt;、Pbsupgt;2+/supgt;或Mnsupgt;2+/supgt;中的一种或多种；x＝0.01～0.1，优选x＝0.03～0.08。本发明的紫外荧光粉在GaN类蓝色芯片激发下，可发出222nm的紫外光，发光强度高、消毒效率高，应用于新型UV‑LED领域，提供了一种安全无害的紫外光，弥补了传统紫外光对人体皮肤和视网膜有损伤的缺陷，顺应国家安全环保政策的趋势，是取代传统紫外线汞灯的潜在新型产品。

技术领域

本发明属于光电功能材料技术领域，具体涉及一种蓝光激发的紫外荧光粉及其制备方法。

背景技术

紫外线消毒是一种传统的高效消毒方式，其消毒原理是利用紫外辐射能量，破坏微生物细胞的DNA，使细胞失去复制功能，从而达到消毒和杀毒的目的。紫外线消毒广泛的应用于食物用品消毒、公共场所消毒、医疗消毒、空气净化、水处理等领域。而《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第五版)》中明确提出，新型冠状病毒(COVID-19)对紫外线和热敏感，因此紫外线也可用于新冠病毒的消杀。

传统的紫外线是通过含汞的气体放电光源制造出来的，这种方法的缺点是如汞泄露或汞灯被废弃，将对环境造成污染。2016年中国加入世界环境《水俣公约》，按照公约要求，自2020年开始禁止生产及进出口含汞产品，因此传统的汞灯处于被淘汰的边缘。除此之外，虽然紫外线的杀毒效果优良，但由于紫外线用于消毒的波段一般为254nm，该波段的紫外线能够穿透人体皮肤的角质层和角膜，危害人体健康，导致皮肤癌和白内障。

近年来LED器件作为新的技术，由于其体积小、易控制等优点，也应用于紫外消毒中。紫外LED(UV-LED)器件的基本原理为：基体芯片涂敷荧光粉，通过改变荧光粉的化学组成和调节荧光粉的厚度，可以获得相应波段的紫外光。UV-LED技术安全环保、无污染，作为一种新兴技术，已经逐渐开始取代传统的紫外线汞灯。其中UV-LED的核心技术为涂敷所用的荧光粉，鉴于紫外线对人体的伤害，选用何种荧光粉、采用何种紫外波段，仍在探讨研究中。

中国专利CN103361048A公开一种紫外或近紫外激发LED荧光粉及其制备方法，根据该荧光粉的化学表达式Cd_1-x-yWO₄:Sb³⁺_x,Eu³⁺_y分别称取原料，其中0x≦0.03，0y≦0.05；分别将含有Sb³⁺和含有Eu³⁺的化合物溶解成硝酸铋和硝酸铕溶液，分别将含有Cd²⁺和含有WO₄^2-的化合物溶解成各自的溶液；将硝酸锑、硝酸铕和镉盐溶液充分混合后加入钨酸盐溶液，滴加完成后将形成的钨酸盐沉淀抽滤、烘干，制备成的前驱体研磨后，放入坩埚中在空气中煅烧，冷却至室温后取出并研磨即得到样品。该专利用Sb³⁺和Eu³⁺取代Cd²⁺，得到的是钨酸盐荧光粉，在紫外光激发下发出蓝光或者在近紫外光激发下发出黄光。

中国专利CN101962538A公开一种铅激发硅酸钡紫外荧光粉，该荧光粉的化学组成成分由以下化学式表：aMbSi₂O₇:cPb；(Ba.Sr.Ca)₃Si₂O₇:Pb；其制备原料为：碱土碳酸盐、碱土硅酸盐和氧化物；其制备方法先按比例准确称量原料，然后把原料充分研细混匀后，将混合原料置于高纯刚玉坩埚中，放入高温炉预烧、冷却、研磨，再置于高纯刚玉坩埚中烧结，冷却后进行研磨，制备成纯白色粉末状紫外荧光粉。该专利的荧光粉是一种硅酸盐体系，利用该荧光粉的电荷迁移带与汞线匹配，适于用253.7nm汞线激发。