一种锰掺杂双钙钛矿结构的远红光荧光粉及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锰掺杂双钙钛矿结构的远红光荧光粉及其制备方法，荧光粉化学通式Ba2GdNb1‑

【技术实现步骤摘要】
一种锰掺杂双钙钛矿结构的远红光荧光粉及其制备方法


[0001]本专利技术属于植物室内照明
，具体涉及一种锰掺杂双钙钛矿结构的远红光荧光粉及其制备方法。

技术介绍

[0002]适宜的光照对于植物成长和结实是十分重要的。对于温室行业来说，使用发光二极管(LED)技术的固态照明代表了一种引领时代的节能方法，与目前大多数温室使用的气体放电灯(高压钠灯)相比，该方法具有节能环保等优点。因此，开发用于植物照明的新型荧光材料是非常重要。
[0003]室内植物栽培技术中，光的选择对植物的生长起着关键的作用，与植物光敏色素吸收度相关的660nm附近的红光以及710nm附近的远红光将直接影响到植物的向光性、光形态建成。植物生长需要充分的阳光照射，其中叶绿素A、B与光敏色素PR、PFR不仅吸收420
‑
500nm蓝紫光，还吸收600
‑
780nm红光与远红光，与植物光敏色素吸收度相关的红光和远红光将直接影响到植物的向光性、光形态建成。的光环境，促进光合作用，更有利于植物健康生长。因此，植物照明用远红光LED成为近几年的研究热点。
[0004]目前红色荧光粉主要通过两种方式制作，一种是Eu
3+
激活的无机荧光粉，但由于Eu
3+
4f－4f窄跃迁，导致了它在蓝光区域内的吸收较弱，因此这类荧光粉不适合与蓝光LED结合。而另一类就是Eu
2+
掺杂的氮化物和氧化物，这类荧光粉通常受限于严格的合成条件，例如高温高压，因此也不适合植物照明。此外，这两种稀土元素所合成的荧光粉发射光谱不具备植物色素所需的远红外光部分(680～750nm)。为此，作为一种非稀土元素Mn
4+
掺杂红色荧光粉由于其环保、廉价和发射光谱含有植物远红外光吸收区域等优点受到了研究者们的青睐。
[0005]Mn
4+
激活的荧光粉具备600～760nm的红光发射能力，表明Mn
4+
掺杂荧光粉在植物生长的应用中具有潜在价值。为此，已开展了许多研究。目前，Mn
4+
离子激活的红色荧光粉基质主要是氟化物与氧化物。Mn
4+
掺杂的氟化物红色荧光粉由于电子云扩展效应以及Mn
4+
‑
F
‑
键的存在，最低激发态2Eg能级几乎不受晶体场强的影响，故发射峰位置变化不大，数值在600
‑
650nm之间，最强峰一般位于630nm附近，表明其并不特别适合应用在植物照明。LED中以氧化物基质作为Mn
4+
掺杂对象的荧光粉，其强激发宽带覆盖近紫外到蓝光区域。且在近紫外和蓝光区域分别具有强激发性质的激发峰。掺杂Mn
4+
氧化物荧光粉的发光性能受Mn
4+
‑
O2‑
键共价性以及所处的晶体场影响，发射峰位置会随着晶体场强弱而发生改变，峰值一般位于红光或远红光区。Mn
4+
激活的氧化物都具有[BO6]八面体结构，为Mn
4+
的掺杂提供了化学环境。双钙钛矿A2BB'O6富有[B/B'O6]八面体结构，由于其八面体能够提供格位被Mn
4+
掺杂，从而发射出利于植物光敏色素吸收的远红光。同时其还因为存在许多优点，比如合成难度不大，化学性质较为稳定等，引起了人们的兴趣。但是这些氧化物均采用高温固相法合成，能耗大，且合成的粉体热稳定性一般，不利于器件的长期使用。
[0006]因此，为了解决上述问题，本文提出一种锰掺杂双钙钛矿结构的远红光荧光粉及
其制备方法。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术设计了一种锰掺杂双钙钛矿结构的远红光荧光粉及其制备方法，本专利技术制备的荧光粉能够有效吸收250
‑
600nm范围内的激发光，尤其对紫光吸收较强，最强激发波长在365nm左右，可以准确匹配现有的商用365nmLED芯片，并发射出带宽为650
‑
750nm波段，主峰位在689nm处的高强度远红光；同时，可以通过改变熔盐与荧光粉的熔盐比提高荧光粉的远红光发光强度。
[0008]为了达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种锰掺杂双钙钛矿结构的远红光荧光粉，其特征在于化学通式为：Ba2GdNb1‑
x
O6:Mnx
4+
，其中0<x<0.01。
[0009]本专利技术的另一目的在于提供一种锰掺杂双钙钛矿结构的远红光荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0010]Step1：将原料荧光粉和熔盐按摩尔比为1：1～10倒入玛瑙研钵中混合，以10～20ml的无水乙醇为助磨剂研磨30～60分钟；
[0011]Step2：所得的混合粉体转移至刚玉坩埚中，在马沸炉中按照升温速率1
‑
15℃/min加热速度加热到1200～1300℃并保温5～12h；
[0012]Step3：待反应结束，马弗炉温度自然冷却到室温后，取出产物，使用蒸馏水洗涤6～10次；
[0013]Step4：洗涤结束后放入烘箱中60～80℃烘干6h，即得四价锰掺杂的Ba2GdNbO6远红光荧光粉。
[0014]进一步的，所述的荧光粉为化学计量比为：2:1:1:1的碳酸钡、氧化钆、氧化铌、碳酸锰；所述的熔盐为摩尔比为1～5:1～5氯化钾和氯化钠。
[0015]进一步的，所述Step2中，在马沸炉中按照15℃/min加热速度加热到1300℃并保温5h。
[0016]本专利技术的有益效果是：
[0017]荧光粉能够有效吸收250
‑
600nm范围内的激发光，尤其对紫光吸收较强，最强激发波长在365nm左右，可以准确匹配现有的商用365nmLED芯片，并发射出带宽为650
‑
750nm波段，主峰位在689nm处的高强度远红光；可以通过改变熔盐与荧光粉的熔盐比提高荧光粉的远红光发光强度；本专利技术荧光粉结晶度高，荧光发射强度大，易于制备，是一种新型的远红光荧光粉，可应用于植物照明等领域。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本专利技术的荧光粉在689nm为监控波长下的激发光谱图；
[0020]图2是本专利技术的荧光粉在365nm为激发波长下的发射光谱图；
[0021]图3是本专利技术的荧光粉在不同熔盐量下的发射光谱图；
[0022]图4是本专利技术的荧光粉在20mA电流下与365nmLED芯片结合形成的LED光谱图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锰掺杂双钙钛矿结构的远红光荧光粉，其特征在于化学通式为：Ba2GdNb1‑
x
O6:Mnx
4+
，其中0<x<0.01。2.一种锰掺杂双钙钛矿结构的远红光荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：Step1：将原料荧光粉和熔盐按摩尔比为1：1～10倒入玛瑙研钵中混合，以10～20ml的无水乙醇为助磨剂研磨30～60分钟；Step2：所得的混合粉体转移至刚玉坩埚中，在马沸炉中按照升温速率1
‑
15℃/min加热速度加热到1200～1300℃并保温5～12h；S...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永进，王嘉静，宋志国，徐良，何方宇，尹兆益，邱健备，韩缙，王齐，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：