一种Mn4+激活的氟锡酸盐红色发光材料及制备方法与流程

本发明涉及一种mn⁴⁺激活的氟锡酸盐红色发光材料及制备方法，具体而言，是一种在紫外光（320~400nm）和蓝光（410~520nm）范围内展现强的吸收带和在红光（610~660nm）范围内有强烈发射峰，利用常温离子交换法制得的一种化学组成为csnasn(1-x)f6:xmn⁴⁺的粉体发光材料，属于无机发光材料制备领域。

技术背景

在我们赖以生存的地球上，存在着不计其数的自然资源，我们运用这些资源制造出了各种各样的材料。发光材料是我们生活中最常见的一种材料，被人们广泛使用，与人类文明、社会发展、科技进步有着密切的关系。从二十世纪七十年代以来，科学家们将稀土元素掺进材料中，可以使材料展现出优良的发光性能，自此开启了发光材料研究的里程碑。由于稀土元素的稀缺和昂贵，科学家们又研究出掺入过渡金属来提高材料的发光性能等。近十年来，led因发光效率显著、体积小、发热少、耗电量低、寿命长且环保等特性得以被科学家和工程师重点研究和开发，他们发现，在蓝光光源照射下，mn⁴⁺掺杂的氟化物、氧化物、氟氧化物荧光粉能够产生强烈的红光发射峰，可得到高效的红光，并应用于蓝光芯片激发的白光led器件中。基于光色互补的原理，商用yag:ce³⁺荧光粉受蓝光芯片激发发射黄光，黄光与未被吸收的源自于led的蓝光复合得到白光。然而，在这一体系中，因红光成分的缺失，导致白光led的显色指数低（cri,ra<80）、色温高（cct>4000k）,难以满足一些特殊场所的照明需求，如室内、艺术照明以及超市新鲜蔬果的照明等。向器件中添加少量合适的红光材料能够有效地提升led器件的性能参数水平。现有研究表明，掺杂mn⁴⁺的氟化物有着宽带蓝光吸收和窄带红光发射的发光特性，可以有效弥补白光led显色指数低、色温偏高的缺陷。若开发出一种高亮度的掺mn⁴⁺红色荧光粉，可以有效地弥补白光led缺少红光组分的缺陷，从而制成显色指数较高且色温较低的led器件。基于此目标，本项发明公开了一种新颖的具有宽带蓝光激发、窄带红光发射特性的高亮度mn⁴⁺激活氟锡酸盐红色发光材料及制备方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种mn⁴⁺激活的氟锡酸盐红色发光材料。

本发明的另一个目的是提供上述红色发光材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明公开了上述mn⁴⁺激活的氟锡酸盐红色发光材料及制备方法，其化学组成为：csnasn(1-x)f6:xmn⁴⁺，x为激活离子mn⁴⁺离子相对于中心离子sn⁴⁺所占的摩尔百分比系数，0.0<x≤0.20。

本发明所使用的原料种类及各原料的质量百分含量分别为：氟化铯：50.0~80.0%；氟化钠：50.0~80.0%；锡粉：80.0~95.0%；氢氟酸：10.0~40.0%；乙酸：50.0~85.0%；乙醇：70.0~90.0%；高锰酸钾：50.0~75.0%；六氟锰酸钾：60.0~80.0%；过氧化氢:20.0~30.0%。

本发明所述的蓝光波长范围为420~480nm。

本发明所述红色发光材料的制备采用常温离子交换法，包括如下步骤：将一定量锡粉加入装有一定量氢氟酸的塑料反应管内，缓慢滴入过氧化氢至无色；然后，依次按比例加入氟化铯、氟化钠和六氟锰酸钾。在室温下搅拌6小时后离心，放入180摄氏度的烘箱中烘干，得到的粉红色粉末即为csnasn(1-x)f6:xmn⁴⁺红色发光材料。

本发明所述红色发光材料，其最强激发分别位于361nm和473nm，在473nm蓝光激发下产生强烈的红光发射（最强发射峰位于630nm），该红光材料非常适宜于与蓝光gan配合使用。

本发明所述红色发光材料与环氧树脂ab胶按照一定比例混合后，涂覆在蓝光gan芯片上，可制成高效的红光led。若与商用y3al5o12:ce³⁺黄色荧光粉、ab胶混合并涂覆于蓝光gan芯片上，可制成低色温、高显色指数的暖白光led。

附图说明

图1为本发明红色发光材料的xrd衍射图；

图2为本发明红色发光材料的sem图；

图3为本发明红色发光材料在室温下的激发和发射光谱；

图4为本发明红色发光材料的eds能谱；

图5为本发明红色发光材料与gan芯片（460nm）复合制作而成的红光led在20ma驱动电流下的电致发光光谱图。

具体实施方式

实施方案1：

用移液枪量取2毫升氢氟酸于塑料试管中，加入搅拌子和0.3796克氟化铯，置于磁力搅拌器上匀速搅拌2分钟，然后向溶液中加入0.1050克氟化钠，搅拌2分钟；继续加入0.2966克锡粉，并立即逐滴加入双氧水直到锡粉被完全溶解；最后，向塑料试管内添加0.01克六氟锰酸钾，在常温下搅拌6小时使原材料充分反应。所得产物用无水乙醇依次清洗6次后于80摄氏度的干燥箱中干燥24小时，得到的粉末即为csnasn(1-x)f6:xmn⁴⁺红色发光材料。

实施方案2：

用移液枪量取2毫升氢氟酸于塑料试管中，加入搅拌子和0.3800克氟化铯，置于磁力搅拌器上匀速搅拌2分钟，然后向溶液中加入0.100克氟化钠，搅拌2分钟；继续加入0.2966克锡粉，并立即逐滴加入双氧水直到锡粉被完全溶解；最后，向塑料试管内添加0.03克六氟锰酸钾，在常温下搅拌6小时使原材料充分反应。所得产物用无水乙醇依次清洗6次后于80摄氏度的干燥箱中干燥24小时，得到的粉末即为csnasn(1-x)f6:xmn⁴⁺红色发光材料。

实施方案3：

用移液枪量取2毫升氢氟酸于塑料试管中，加入搅拌子和0.2966克锡粉置于磁力搅拌器上匀速搅拌，并立即逐滴加入双氧水直到锡粉被完全溶解；继续加入0.3796克氟化铯，匀速搅拌2分钟，然后向溶液中加入0.1050克氟化钠，搅拌2分钟；最后，向塑料试管内添加0.01克六氟锰酸钾，在常温下搅拌6小时使原材料充分反应。所得产物用无水乙醇依次清洗6次后于80摄氏度的干燥箱中干燥24小时，得到的粉末即为csnasn(1-x)f6:xmn⁴⁺红色发光材料。

实施方案4：

用移液枪量取2毫升氢氟酸于塑料试管中，加入搅拌子和0.2966克锡粉置于磁力搅拌器上匀速搅拌，并立即逐滴加入双氧水直到锡粉被完全溶解；继续加入0.3800克氟化铯，匀速搅拌2分钟，然后向溶液中加入0.1000克氟化钠，搅拌2分钟；最后，向塑料试管内添加0.03克六氟锰酸钾，在常温下搅拌6小时使原材料充分反应。所得产物用无水乙醇依次清洗6次后于80摄氏度的干燥箱中干燥24小时，得到的粉末即为csnasn(1-x)f6:xmn⁴⁺红色发光材料。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除