非稀土離子激活的黃色螢光粉及其製備方法
2023-07-25 01:17:51
非稀土離子激活的黃色螢光粉及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種非稀土離子激活的黃色螢光粉，該螢光粉是由物質A、Y2O3、物質B按摩爾比為2:1:8經高溫固相反應生成的固溶體，其中物質A為BaCO3、BaO中的一種或兩種任意比例的混合物，物質B為ZnCO3、ZnO中的一種或兩者任意比例的混合物，當為混合物時，其摩爾份數總和按化學計量比保持不變。同時，本發明公開了該螢光粉的製備方法：將物質A、Y2O3和物質B按上述摩爾比混合，在1100-1500℃的高溫下反應1-5小時，即得黃色螢光粉。本發明製備工藝簡單，操作性好，原材料成本低，無須消耗稀土資源就能製備出發光性能良好的螢光粉，其環保係數高，易於工業生產及推廣應用。
【專利說明】非稀土離子激活的黃色螢光粉及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及螢光粉及其製備方法，具體地說是一種非稀土離子激活的發黃光的螢光粉及其製備方法。
【背景技術】
[0002]螢光粉，也被稱為夜光粉，是一種在紫外線、可見輻射和電場作用下引起發光的物質，其具有多種顏色，已廣泛應用於日光燈、節能燈、LED燈、顯示屏、儀表以及應急指示牌等多個領域。目前，黃色螢光粉主要有兩類，一類是以Ce3+或Tb3+作為稀土離子激活劑製備的Y3Al5O12螢光粉，另一類是用Ce3+作為敏化劑，以Dy3+作為激活劑製備的BaLaB9O16的螢光粉。這些螢光粉在使用時雖具有很好的發光效果，但其製備均依賴稀土離子激活基質促使能級躍遷而實現發光的，故稀土資源消耗較大，成本較高；而且稀土離子在基質中存在濃度淬滅現象及能量傳遞，因此稀土離子配比要求十分嚴格，製備工藝比較複雜，工業生產中操作穩定性較差。因此，不含稀土離子激活劑的螢光粉是目前行業內積極探索的課題。
【發明內容】
[0003]本發明的目的就是提供一種非稀土離子激活的黃色螢光粉及其製備方法，以解決現有發黃光的螢光粉必須依靠稀土資源，材料成本高、製備工藝複雜，生產控制性差的問題。
[0004]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:一種非稀土離子激活的黃色螢光粉，其特徵在於，該螢光粉為高溫固相反應生成的固溶體，其是由以下摩爾比的物質組成:
物質A2
Y2O3I
物質B8
其中物質A為Ba2+的碳酸鹽、氧化物中的一種或兩種任意比例的混合物，物質B為Zn2+的碳酸鹽、氧化物中的一種或兩種任意比例的混合物；當為混合物時，陽離子按等價替代，其摩爾份數總和按化學計量比保持不變。
[0005]本發明上述螢光粉的製備方法為:將所述物質A、Y2O3和物質B按摩爾比為2:1:8混合，在1100-1500°C的高溫下反應1-5小時，即得發黃光的螢光粉。
[0006]本發明中所述物質A為BaC03、BaO或兩者任意比例的混合物，所述物質B為ZnO、ZnCO3或兩者任意比例的混合物。
[0007]本發明所述高溫固相反應的優選溫度為1250_1350°C，其意義在於在優選溫度條件下製備的螢光粉在保證發光性能的前提下，節約製備能耗，使用時也便於研磨。
[0008]本發明通過選擇適宜的非稀土原料、獨特的配方比例及特定的加工工藝一步合成了可發黃光的Ba2Y2Zn8O13螢光粉。該製備方法擺脫了傳統螢光材料必須依賴稀土離子激活才能發光的困境，減小了稀土資源的消耗，降低了原材料成本，其製備的螢光粉能夠在紫外300-370nm激發下發出明亮的黃光，發光性能良好，亮度高，工藝簡單，操作性好，環境友好，易於工業化生產及推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明實施例1製備的螢光粉樣品的X射線衍射圖，經和Ba2Y2Zn8013( JCPDF
01-084-2476)標準卡對比，說明按照本發明提供的方法成功合成了 Ba2Y2Zn8O13螢光粉。
[0010]圖2是本發明實施例1所製備的螢光粉的激發和發射光譜圖，其激發主峰在368nm,發射峰在540nm。
[0011]圖3是本發明實施例1所製備的螢光粉樣品在不同波段紫外激發下的發光及色坐標圖，當用300-370nm紫外激發下，發出明亮的黃光，色坐標為(0.344，0.428)。
【具體實施方式】
[0012]下面實施例用於進一步詳細說明本發明，但不以任何形式限制本發明。
[0013]實施例1 按如下摩爾比稱量原料:BaCO3: Y2O3: ZnO = 2: I: 8，將各組分按比例混合均勻後，在1250°C下高溫固相反應2小時得到可黃色螢光粉。
[0014]實施例2
按如下摩爾比稱量原料:BaO: Y2O3: ZnCO3 = 2:1: 8，將各組分按比例混合均勻後，在1250°C下高溫固相反應2小時得到黃色螢光粉。
[0015]實施例3
按金屬陽離子摩爾比稱量原料:(Ba0+BaC03): Y2O3: ZnO = 2: I: 8，將各組分按比例混合均勻後，在1250°C下高溫固相反應2小時得到黃色螢光粉。
[0016]實施例4
按金屬陽離子摩爾比稱量原料:(BaCHBaCO3): Y2O3: (ZnO +ZnCO3)= 2:1: 8，將各組分按比例混合均勻後，在1250°C下高溫固相反應2小時得到黃色螢光粉。
[0017]實施例5
按金屬陽離子摩爾比稱量原料:BaO: Y2O3: (ZnO +ZnCO3 )= 2:1: 8，將各組分按比例混合均勻後，在1100°C下高溫固相反應I小時得到黃色螢光粉。
[0018]實施例6
按如下摩爾比稱量原料:BaO: Y2O3: ZnO= 2:1: 8，將各組分按比例混合均勻後，在1350°C下高溫固相反應5小時得到黃色螢光粉。
[0019]實施例7
按如下摩爾比稱量原料:(BaCHBaCO3): Y2O3: ZnCO3 = 2:1: 8，將各組分按比例混合均勻後，在1500°C下高溫固相反應3小時得到黃色螢光粉。
[0020]本發明中所用原料均為市售商品。
【權利要求】
1.一種非稀土離子激活的黃色螢光粉，其特徵在於，該螢光粉為高溫固相反應生成的固溶體，其是由以下摩爾比的物質組成: 物質A2 Y2O31 物質B8 其中物質A為Ba2+的碳酸鹽、氧化物中的一種或兩種任意比例的混合物；物質B為Zn2+的碳酸鹽、氧化物中的一種或兩種任意比例的混合物；當為混合物時，陽離子按等價替代，其摩爾份數總和按化學計量比保持不變。
2.根據權利要求1所述的非稀土離子激活的黃色螢光粉，其特徵在於，所述物質A為BaC03、BaO或兩者任意比例的混合物。
3.根據權利要求1所述的非稀土離子激活的黃色螢光粉，其特徵在於，所述物質B為ZnO、ZnCO3或兩者任意比例的混合物。
4.一種權利要求1所述的非稀土離子激活的黃色螢光粉的製備方法，其特徵在於，將所述物質Α、Υ203和物質B按摩爾比為2:1:8混合，在1100-1500°C的高溫下反應1_5小時，即得黃色螢光粉。
5.根據權利要求4所述的非稀土離子激活的黃色螢光粉的製備方法，其特徵在於，所述物質A為BaC03、BaO或兩者任意比例的混合物。
6.根據權利要求4所述的非稀土離子激活的黃色螢光粉的製備方法，其特徵在於，所述物質B為ZnO、ZnCO3或兩者任意比例的混合物。
7.根據權利要求4、5或6所述的非稀土離子激活的黃色螢光粉的製備方法，其特徵在於，所述高溫固相反應的溫度為1250-1350°C。
【文檔編號】C09K11/78GK103937499SQ201410194387
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2014年5月9日
【發明者】田曉東, 董國義, 劉玉峰, 楊敬偉 申請人:河北大學