專利名稱：新型紅光發(fā)射熒光粉及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型紅光發(fā)射熒光粉及其制備方法，屬于發(fā)光材料研究領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來，Eu3+紅色熒光激活劑的發(fā)光性能研究引人注目，主要是由于其特征發(fā)射峰在可
見光橙紅色區(qū)域內(nèi)具有豐富的5Dfl—乍J輻射躍遷。特別是￡113+摻雜的丫203、 Y202S等紅色發(fā)光
材料，在各種彩色顯示和照明領(lǐng)域中發(fā)揮了重要作用。
隨著白光LED的迅猛發(fā)展，研究可被近紫外和藍(lán)光波段有效激發(fā)的發(fā)光材料很有必要。目 前，可實(shí)用化的紅光發(fā)射熒光粉的品種過少，普遍存在發(fā)光強(qiáng)度不高，色純度差，顯色性差 的缺點(diǎn)，限制了紅色發(fā)光材料的進(jìn)一步應(yīng)用。因此，當(dāng)前紅色熒光粉研究的方向主要是尋找 對長波紫外光及藍(lán)光能有效吸收且性能穩(wěn)定的新型無機(jī)稀土熒光體系。
發(fā)明內(nèi)容
，
本發(fā)明針對現(xiàn)有紅色熒光粉在性能和實(shí)際應(yīng)用中存在的問題，提供一種品色純度大、顯 色指數(shù)高、發(fā)光強(qiáng)度大的黑稀余礦型YNbTi06基質(zhì)的新型紅光發(fā)射熒光粉。同時(shí)提供一種該 熒光粉的制備方法。
本發(fā)明的新型紅光發(fā)射熒光粉是在YNbTi06基質(zhì)上單獨(dú)摻雜E^+或是Ei^+和Li+共摻；當(dāng) 單獨(dú)摻雜Eu3+時(shí)，化學(xué)通式為Y,-xNbTi06:xEu3+，其中x的取值為0.00Kx〈0.35;當(dāng)Eu3+與L廣 共摻時(shí)，化學(xué)通式為Y^.yNbTi06:xEu3+,yLi+，其中x與y的取值分別為0.001<x<0.35 ， 0.001 <y<0.1。
上述新型紅光發(fā)射熒光粉的制備方法包括以下步驟
(1) 將五氧化二鈮(Nb205)在80-9(TC下溶解于40%的氫氟酸(HF)中，然后向其中 滴入氨水(NH3'H20)溶液至pH值為8. 5-9. 5，形成白色氫氧化鈮(Nb(OH)5)沉淀物，室 溫下陳化10-16小時(shí)，將沉淀物過濾、洗滌后溶于檸檬酸水溶液中，檸檬酸與Nb20s的摩爾 比為8-16 : h形成透明的Nb-檸檬酸溶液；
(2) 按照摩爾比]%5+ : Ti4+ : Y3+ : Eu3+ : Li+ : NH4N03 = 1:1: 1—x_y : x: y : 24-60的比例將鈦酸四丁酯(Ti(C4H90)4)、硝酸釔(Y(N03)3)、硝酸銪(Eu(N03)3)、硝酸鋰
(LiN03)及硝酸鈸(NH4N03)依次加入到步驟(1)制取的Nb-檸檬酸溶液中，形成透明溶 液，95-105。C下加熱攪拌，得到淺黃色的前驅(qū)體凝膠；其中0.001<x<0.35， 0.001<y<0.1， 當(dāng)只摻雜Ei^+時(shí)，去掉相應(yīng)的硝酸鋰；
(3) 將得到的前驅(qū)體凝膠在450-800。C下燒結(jié)5-60分鐘，得到蓬松的無定形粉末，在 925-1300。C熱退火處理0. 5-8小時(shí)后，即得到Eu"參雜或Eu"與Li+共摻Y(jié)NbTi06基質(zhì)的紅 色發(fā)光材料。
本發(fā)明制備的紅光發(fā)射熒光粉，品色純度大'顯色指數(shù)高，發(fā)光強(qiáng)度大'在近紫外光及 藍(lán)光區(qū)域均有較強(qiáng)的特征激發(fā)峰，均可激發(fā)出發(fā)光強(qiáng)度大、色純度高的紅光發(fā)射峰'主峰對 應(yīng)于Eu3+的5Do—7F2輻射躍遷(611 nm)。當(dāng)采用Eu3+與Li+共摻時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度顯著增大'最高 強(qiáng)度值達(dá)到目前商用Y202S:Eu3+的四倍。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
(1) 將]%205在80-90。C下溶解于40%的HF中，然后向其中滴入NHyH20溶液至pH 值為8.5-9.5，形成白色Nb(OH)5沉淀物，室溫下陳化16小時(shí)，將沉淀物過濾、洗滌后溶于 檸檬酸水溶液中，檸檬酸與Nb20s的摩爾比為15 : 1，形成透明的Nb-檸檬酸溶液；
(2) 按照摩爾比1^55+ : Ti4+ : Y3+ : Eu3+ : NH4N03 = 1 : 1 : 0.996 : 0.004 : 54 的比例將Ti(C4H90)4、 Y(N03)3、 Eu(N03)3及NH4N03依次加入到歩驟(1)制取的Nb-檸檬 酸溶液中，形成透明溶液，95-105'C下加熱攪拌，得到淺黃色的前驅(qū)體凝膠；
(3) 將該前驅(qū)體凝膠在48(TC下燒結(jié)55分鐘，得到蓬松的褐色無定形粉末，在110CTC 熱退火處理3小時(shí)，即可得到Ei^+摻雜YNbTi06的紅光發(fā)射熒光粉。
實(shí)施例2
(1) 將1%205在80-90。C下溶解于40%的HF中，然后向其中滴入NH3'H20溶液至pH 值為8.5-9.5，形成白色Nb(OP05沉淀物，室溫下陳化12小時(shí)，將沉淀物過濾、洗滌后溶于 檸檬酸水溶液中，檸檬酸與Nb205的摩爾比為9 : 1，形成透明的Nb-檸檬酸溶液；
(2) 按照摩爾比Nb5+: Ti4+ : Y3+ : Eu3+: NH4N03 = 1 : 1 : 0. 97 : 0. 03 : 36的 比例將Ti(C4H90)4、 Y(N03)3、 Eu(N03)3及NH4N03依次加入到歩驟(1)制取的Nb-檸檬酸 溶液中，形成透明溶液，95-105t:下加熱攪拌，得到淺黃色的前驅(qū)體凝膠；
(3) 將該前驅(qū)體凝膠在600'C下燒結(jié)25分鐘，得到蓬松的褐色無定形粉末，在125(TC 熱退火處理0. 8小時(shí)，即可得到E,摻雜YNbTi06的紅光發(fā)射熒光粉。
實(shí)施例3
(1) 將Nb20s在80-90。C下溶解于40%的HF中，然后向其中滴入NHyH20溶液至pH 值為8.5-9. 5，形成白色Nb(OH)5沉淀物，室溫下陳化10小時(shí)，將沉淀物過濾、洗滌后溶于 檸檬酸水溶液中，檸檬酸與Nb205的摩爾比為12 : 1，形成透明的Nb-檸檬酸溶液；
(2) 按照摩爾比Nt)5+: Ti4+ : Y3+ : Eu3+: NH4N03 = 1 : 1 : 0.89 : 0. 11 : 44的 比例將Ti(C4H90)4、 Y(N03)3、 Eu(N03)3及NH4N03依次加入到步驟(1)制取的Nb-檸檬酸 溶液中，形成透明溶液，95-105。C下加熱攪拌，得到淺黃色的前驅(qū)體凝膠；
(3) 將該前驅(qū)體凝膠在750。C下燒結(jié)6分鐘，得到蓬松的無定形粉末，在950'C熱退火' 處理7. 5小時(shí)，即可得到Ei^+摻雜YNbTi06的紅光發(fā)射熒光粉。
實(shí)施例4
(1) 將Nb205在80-90。C下溶解于40%的HF中，然后向其中滴入NH3'H20溶液至pH 值為8.5-9.5，形成白色Nb(OH)5沉淀物，室溫下陳化ll小時(shí)，將沉淀物過濾、洗滌后溶于 檸檬酸水溶液中，檸檬酸與Nb20s的摩爾比為13 : 1，形成透明的Nb-檸檬酸溶液；
(2) 按照摩爾比Nb5+: Ti4+ : Y3+ : Eu3+: NH4N03 = 1 : 1 : 0. 76 : 0. 24 : 48的 比例將Ti(C4H90)4、 Y(N03)3、 Eu(N03)3及NH4N03依次加入到歩驟(1)制取的Nb-檸檬酸 溶液中，形成透明溶液，95-105。C下加熱攪拌，得到淺黃色的前驅(qū)體凝膠；
(3) 將該前驅(qū)體凝膠在575℃下燒結(jié)35分鐘，得到蓬松的褐色無定形粉末'在1050℃ 熱退火處理6小時(shí)，即可得到Ei^+摻雜YNbTi06的紅光發(fā)射熒光粉。
實(shí)施例5
(1) 將1%205在80-9(TC下溶解于40%的HF中，然后向其中滴入NH3.H20溶液至pH 值為8.5-9.5，形成白色Nb(OH)5沉淀物，室溫下陳化13小時(shí)，將沉淀物過濾、洗滌后溶于 檸檬酸水溶液中，檸檬酸與Nb20s的摩爾比為8 : 1，形成透明的Nb-擰檬酸溶液；
(2) 按照摩爾比Nb5+: Ti4+ : Y3+ : Eu3+: NH4N03 = 1 : 1 : 0. 78 : 0. 32 : 30的 比例將Ti(C4H90)4、 Y(N03)3、 Eu(N03)3及NH4N03依次加入到步驟(1)制取的Nb-擰檬酸 溶液中，形成透明溶液，95-105。C下加熱攪拌，得到淺黃色的前驅(qū)體凝膠；
(3) 將該前驅(qū)體凝膠在65(TC下燒結(jié)15分鐘，得到蓬松的無定形粉末，在1175'C熱退 火處理2. 5小時(shí)，即可得到Ei^+摻雜YNbTi06的紅光發(fā)射熒光粉。
實(shí)施例6
(1) 將Nb205在80-90。C下溶解于40%的HF中，然后向其中滴入NH3.H20溶液至pH 值為8.5-9.5，形成白色Nb(OH)5沉淀物，室溫下陳化ll小時(shí)，將沉淀物過濾、洗滌后溶于 檸檬酸水溶液中，檸檬酸與Nb205的摩爾比為11 : 1,形成透明的Nb-擰檬酸溶液；
(2) 按照摩爾比Nb^ : Ti4+ : Y3+ : Eu3+ : Li+ : NH4N03 = 1 : 1 : 0. 991 : 0.006 : 0.003 : 42的比例將Ti(C4H90)4、 La(N03)3、 Eu(N03)3、 LiN03及NH4N03依次加入到步驟
(1)制取的Nb-檸檬酸溶液中，形成透明溶液，95-105'C下加熱攪拌，得到淺黃色的前驅(qū)體 凝膠；
(3) 將該前驅(qū)體凝膠在50(TC下燒結(jié)45分鐘，得到蓬松的褐色無定形粉末，在100(TC 熱退火處理6小時(shí)，即可得到Ei^+與Li+共摻Y(jié)NbTi06的紅光發(fā)射熒光粉。
實(shí)施例7
(1) 將Nb20s在80-90。C下溶解于40%的HF中，然后向其中滴入NHyH20溶液至pH 值為8.5-9.5,形成白色Nb(OH)s沉淀物，室溫下陳化14小時(shí)，將沉淀物過濾、洗滌后溶于 檸檬酸水溶液中，檸檬酸與Nb205的摩爾比為14 : 1，形成透明的Nb-檸檬酸溶液；
(2) 按照摩爾比Nb5+ : Ti4+ : Y3+ : Eu3+ : Li+ : NH4N03 = 1 : 1 : 0. 9 : 0, 06 : 0. 04 : 50的比例將Ti(C4H90)4、 Y(N03)3、 Eu(N03)3、 LiN03及NILtNOg依次加入到步驟
(1)制取 的Nb-檸檬酸溶液中，形成透明溶液，95-105'C下加熱攪拌，得到淺黃色的前驅(qū)體凝膠；
(3) 將該前驅(qū)體凝膠在625'C下燒結(jié)20分鐘，得到蓬松的無定形粉末，在115(TC熱退 火處理3小時(shí)，即可得到Ei^+與Li+共摻Y(jié)NbTi06的紅光發(fā)射熒光粉。
實(shí)施例8
(1) 將Nb205在80-90。C下溶解于40%的HF中，然后向其中滴入NH3'H20溶液至pH 值為8.5-9.5，形成白色Nb(OH)5沉淀物，室溫下陳化16小時(shí)，將沉淀物過濾、洗滌后溶于 檸檬酸水溶液中，檸檬酸與Nb20s的摩爾比為16 : 1，形成透明的Nh-檸檬酸溶液；
(2) 按照摩爾比Nb5+ : Ti4+ : Y3+ Eu3+ : Li+NH4N03 = 1:1:0. 790. 16 : 0. 05 : 60的比例將Ti(C4H90)4、 Y(N03)3、 Eu(N03)3、 LiN03及NH4N03依次加入到歩驟(1)制取 的Nb-檸檬酸溶液中，形成透明溶液，95-105。C下加熱攪拌，得到淺黃色的甜驅(qū)體凝膠；
(3) 將該前驅(qū)體凝膠在78(TC下燒結(jié)6分鐘，得到蓬松的無定形粉末，在130(TC熱退火 處理0. 6小時(shí)，即可得到Ei^+與Li+共摻Y(jié)NbTi06的紅光發(fā)射熒光粉。
實(shí)施例9
(1)將Nb205在80-9(TC下溶解于40%的HF中，然后向其中滴入NH3'H20溶液至pH
值為8.5-9.5，形成白色Nb(OH)5沉淀物，室溫下陳化15小時(shí)，將沉淀物過濾、洗滌后溶于 檸檬酸水溶液中，檸檬酸與Nb20s的摩爾比為11 : 1，形成透明的Nb-檸檬酸溶液；
(2) 按照摩爾比Nb5+ : Ti4+ : Y3+ : Eu3+ : Li+ : NH4N03 = 1 : 1 : 0. 64 : 0. 28 : 0. 08: 42的比例將Ti(C4H90)4、 Y(N03)3、 Eu(N03)3、 LiN03及NRtNCb依次加入到步驟(1)制取 的Nb-檸檬酸溶液中，形成透明溶液，95-105℃下加熱攪拌，得到淺黃色的前驅(qū)體凝膠；
(3) 將該前驅(qū)體凝膠在600℃下燒結(jié)25分鐘，得到蓬松的無定形粉末，在1250℃熱退 火處理1小時(shí)，即可得到Eu3+與Li+共摻Y(jié)NbTi06的紅光發(fā)射熒光粉。
權(quán)利要求
1.一種新型紅光發(fā)射熒光粉，其特征是該紅光發(fā)射熒光粉是在YNbTiO6基質(zhì)上單獨(dú)摻雜Eu3+或是Eu3+和Li+共摻；當(dāng)單獨(dú)摻雜Eu3+時(shí)，化學(xué)通式為Y1-xNbTiO6:xEu3+，其中x的取值為0.0.01＜x＜0.35；當(dāng)Eu3+與Li+共摻時(shí)，化學(xué)通式為Y1-x-yNbTiO6:xEu3+，yLi+，其中x與y的取值分別為0.001＜x＜0.35，0.001＜y＜0.1。
2. —種權(quán)利要求l所述新型紅光發(fā)射熒光粉的制備方法，是在YNbTi06基質(zhì)上單獨(dú)摻雜E^+或 是Ex^+和Li+共摻；當(dāng)單獨(dú)摻雜E^+時(shí)，化學(xué)通式為YbXNbTi06:XEu3+，其中x的取值為 0.00KxO.35;當(dāng)Eu3+與Li+共摻時(shí)，化學(xué)通式為Y!-x.yNbTi06:xEu3+，yLi+，其中x與y的取值分 別為0.001〈x〈0.35， O.OOKyO.l，其特征是包括以下步驟(1) 將五氧化二鈮在80-90'C下溶解于4(^的氫氟酸中，然后向其中滴入氨水溶液至pH 值為8.5-9.5，形成白色氫氧化鈮沉淀物，室溫下陳化10-16小時(shí)，將沉淀物過濾、洗滌后 溶于檸檬酸水溶液中，檸檬酸與Nb205的摩爾比為8-16 : 1，形成透明的Nb-貯檬酸溶液；(2) 按照摩爾比> )5+ : Ti4+ : Y3+ : Eu3+ : Li+ : NH4N03 = 1:1: l-x-y : x: y : 24-60的比例將鈦酸四丁酯、硝酸釔、硝酸銪、硝酸鋰及硝酸銨依次加入到歩驟(1)制取的 Nb-檸檬酸溶液中，形成透明溶液，95-105'C下加熱攪拌，得到淺黃色的前驅(qū)體凝膠；其中 0.001<x<0.35, 0.001<y<0.1，當(dāng)只摻雜Eu3+時(shí)，去掉相應(yīng)的硝酸鋰；(3) 將得到的前驅(qū)體凝膠在450-80(TC下燒結(jié)5-60分鐘，得到蓬松的無定形粉末，在 925-1300。C熱退火處理0. 5-8小時(shí)后，即得到Eu"摻雜或Eu"與Li+共摻Y(jié)NbTi06基質(zhì)的紅 色發(fā)光材料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種新型紅光發(fā)射熒光粉及其制備方法，該紅光發(fā)射熒光粉是在YNbTiO₆基質(zhì)上單獨(dú)摻雜Eu³⁺或是Eu³⁺和Li⁺共摻；當(dāng)單獨(dú)摻雜Eu³⁺時(shí)，化學(xué)通式為Y_1-xNbTiO₆:xEu³⁺，其中x的取值為0.001＜x＜0.35；當(dāng)Eu³⁺與Li⁺共摻時(shí)，化學(xué)通式為Y_1-x-yNbTiO₆:xEu³⁺，yLi⁺，其中x與y的取值分別為0.001＜x＜0.35，0.001＜y＜0.1。其制備方法是將五氧化二鈮溶解于氫氟酸中，滴入氨水中和，將氫氧化鈮沉淀物陳化、過濾、洗滌后溶于檸檬酸水溶液中，將鈦酸四丁酯、硝酸釔、硝酸銪、硝酸鋰及硝酸銨依次加入到檸檬酸溶液中，加熱攪拌，將得到的前驅(qū)體凝膠燒結(jié)及熱退火處理。本發(fā)明制備的紅光發(fā)射熒光粉，品色純度大，顯色指數(shù)高，發(fā)光強(qiáng)度大。
文檔編號C09K11/77GK101205464SQ20071011535
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者呂孟凱, 周廣軍, 張愛玉, 楊忠森, 王兆光, 謙 馬 申請人:山東大學(xué)