申请/专利权人：济南大学

申请日：2017-03-03

公开（公告）日：2020-03-13

公开（公告）号：CN106833641B

主分类号：C09K11/78(20060101)

分类号：C09K11/78(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.03.13#授权;2017.07.07#实质审查的生效;2017.06.13#公开

摘要：本发明公开了一种形貌、尺寸可控的黄色荧光粉及其制备方法，其化学组成为[Y0.05Gd0.950.98Dy0.02]2O3。该系荧光粉的合成方法是以稀土硝酸盐作为母盐溶液，以尿素为沉淀剂，水和乙二醇为溶剂，通过均匀沉淀技术辅以多元醇技术制备前驱体，后经高温煅烧，即可获得形貌、尺寸可控的黄色荧光粉。本发明所制备的荧光粉通过改变溶剂水和乙二醇的比例，可以实现形貌（球形→球形花状→花状）、尺寸（先减小后增大）的有效可控；具有良好的单分散性；具有优异的黄光发射，且存在Gd3+→Dy3+间的能量传递效应，可以显著增强Dy3+的发光强度，有望成为新一代照明显示材料。

主权项：1.一种形貌、尺寸可控的黄色荧光粉的制备方法，其特征在于，通过改变溶剂去离子水和乙二醇的比例，实现黄色荧光粉的形貌、尺寸的有效控制，形貌发生球形→球形花状→花状的渐变过程；尺寸先减小后增大，所述制备方法包括以下步骤：1将粉状稀土氧化物分别溶于热硝酸，配制成稀土离子浓度为0.015M的稀土硝酸盐溶液，所述粉状稀土氧化物为Gd2O3，Y2O3和Dy2O3；2按Gd3+:Y3+:Dy3+摩尔比0.931：0.049：0.02量取稀土硝酸盐、18.018g尿素进行混合，加入去离子水乙二醇配制成体积为500mL的溶液，其中，乙二醇的添加量选自50mL、100mL、150mL、200mL和250mL；置于室温下搅拌30-60min，使混合液充分混合均匀；3将步骤2所得混合均匀的混合液置于恒温水浴锅中，在40-60min之内升温至90℃，并在90±1℃保温120min至反应结束；4将步骤3所得到的悬浊液经离心、清洗、干燥得到白色前驱体粉末；5将步骤4所得到的白色前驱体粉末经1000℃煅烧，保温4h最终得到[Y0.05Gd0.950.98Dy0.02]2O3黄色荧光粉。

全文数据：一种形貌、尺寸可控的黄色荧光粉及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及LED照明技术及显示领域，尤其涉及一种形貌、尺寸可控黄色荧光粉及其制备方法。背景技术[0002]近几年来，LED发光二极管由于其发光效率高，节能能力强，使用寿命长以及对使用环境无污染的良好特性，被认为是取代传统的白炽灯和荧光灯的下一代照明体系。荧光粉是LH行业中应用最多的发光材料，因此许多研宄学者一直致力于新体系荧光粉的研宄。目前，商业化的白光LED主要是通过GaN蓝光发射的LED芯片和具有黄光发射的YAG:Ce3+荧光粉混合得到的，由于其较低的显色指数和高的相关色温，导致其应用的范围较窄。因此，找到一种发光性能高，物理化学稳定性强的黄色荧光粉是领域内期待解决的问题。发明内容[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种形貌、尺寸可控的Y，Gd203:Dy3+黄色荧光粉及其制备方法，该荧光粉通过改变溶剂去离子水和乙二醇的比例，可以实现形貌、尺寸的有效可控，形貌发生球形—球形花状—花状的渐变过程;尺寸先减小后增大；荧光粉颗粒呈现单分散性，宜于LED的涂覆;具有优异的黄光发射，且存在Gd3+—Dy3+间的能量传递效应，可以显著增强Dy3+的发光强度，有望成为新一代照明显示材料。[0004]一种形貌、尺寸可控的黄色荧光粉的制备方法，该制备方法包括以下步骤：1将粉状稀土氧化物Gd2〇3，Y2〇3和Dy2〇3溶于热硝酸配制成稀土硝酸盐溶液；⑵按[Y0.05Gd0.950.9脚.2]2〇3化学计量比，量取稀土硝酸盐、适量尿素稀土阳离子含量的40倍进行混合，加入去离子水乙二醇配制成体积为500mL的溶液，置于室温下搅拌30-60min，使混合液充分混合均匀；3将步骤2所得混合均匀的混合液置于恒温水浴锅中，在40-60min之内升温至90°C，并在90±1°C保温120min至反应结束；4将步骤3所得到的悬浊液经离心、清洗、干燥得到白色前驱体粉末；5将步骤（4所得到的白色前驱体粉末经1000°C煅烧，保温4h最终得到[Yo.05Gdo.95Q.98Dy0.Q2]2〇3黄色灰光粉。附图说明[0005]图1为实施例1-6所得形貌、尺寸可控的黄色荧光粉SEM图。[0006]图2为实施例1经1000°C锻烧所得[Yo.Q5Gdo.95Q.98DyQ.Q2]2〇3黄色焚光粉的发射光谱。具体实施方式[0007]以下是本发明的实施案例，本发明的保护范围不受这些实施案例的限定，其保护范围由权利要求来决定。[0008]实施例1一种形貌、尺寸可控的黄色荧光粉，其制备方法如下：所用原料：Gd2〇399.99%，Y2〇399_999%，Dy2〇399.99%，尿素（CONH22•12H2〇，99%，乙二醇（99%，硝酸HN03,68%;1将粉状稀土氧化物RE2〇3RE=Y，Gd，Dy分别溶解于热硝酸中，去除多余的HN03,配制成稀土硝酸盐溶液；⑵按[Yo.Q5Gdo.95Q.98Dy0.Q2]2〇3化学计量比，量取稀土硝酸盐、适量尿素稀土阳离子总量的40倍进行混合，加入去离子水乙二醇配制成体积为500mL的溶液（乙二醇的添加量为OmL，置于室温下搅拌60min，使混合液充分混合均匀；3将步骤（2所得混合均匀的混合液置于恒温水浴锅中，在40-60min之内升温至90°C，并在90±1〇C保温120min至反应结束；4将步骤3所得到的悬浊液进行离心，经两次水洗及两次醇洗后，将所得产物在干燥箱内烘干，烘干温度为80°C，烘干时间为12h，最终获得白色前驱体粉末；5将步骤4所得到的白色前驱体粉末在氧气气氛下，经1〇〇〇°C锻烧4h，最终得到单分散球形[Yo.o5Gdo.95Q.98Dy0.02]2〇3黄色焚光粉，粒径为350nm。[0009]实施例2本实施例与实施例1的不停之处在于溶剂乙二醇的添加量，乙二醇的添加量为50mL，其余条件均与实施例1相同，此实施例得到粒径小于实施例1的单分散单分散球形[Y0.Q5GdQ.95o.98Dy0.2]2〇3黄色荧光粉，粒径为300nm。[0010]实施例3本实施例与实施例1的不停之处在于溶剂乙二醇的添加量，乙二醇的添加量为100mL，其余条件均与实施例1相同，此实施得到粒径小于实施例2的单分散单分散球形[丫0.501。.95。.9807.2]2〇3黄色焚光粉，粒径为（20〇11111。[0011]实施例4本实施例与实施例1的不停之处在于溶剂乙二醇的添加量，乙二醇的添加量为150mL，其余条件均与实施例1相同，此实施得到形貌由单分散的球形渐渐生成球形与花状过渡形貌的[Yo.05Gdo.95Q.98Dy0.Q2]2〇3黄色焚光粉。[0012]实施例5本实施例与实施例1的不停之处在于溶剂乙二醇的添加量，乙二醇的添加量为200mL，其余条件均与实施例1相同，此实施得到形貌含有少量单分散球形以及大量花状形貌的[Yo.Q5Gdo.95Q.98Dy0.Q2]2〇3黄色焚光粉。[0013]实施例6本实施例与实施例1的不停之处在于溶剂乙二醇的添加量，乙二醇的添加量为250mL，其余条件均与实施例1相同，此实施得到单分散花状形貌的[Yo.osGdo.%oiDyo.d203黄色荧光粉。[0014]图1是实施例1-6所得形貌、尺寸可控的黄色荧光粉SEM图。从图中可以看出当乙二醇惨里为50mLb:300nm和100mLc:200nm时，所合成的[Yd.Q5Gd.95.98DyQ.Q2]2〇3前驱体仍为单分散球形颗粒，并且颗粒平均直径比相应不掺加乙二醇合成的前驱体颗粒平均i倥a:350nm有所减小。当乙二醇掺量超过150mL时，将导致颗粒形貌逐渐发生较大的变化，即由单分散的球形渐渐生成球形与花状的过镀形貌，当乙二醇掺量达到250mL时，大量形成花状结构。故当乙二醇掺量由100mL逐渐增加到250mL时，前驱体的形貌将发生“球形—球形花状—花状”的渐变过程。[0015]图2是实施例1经1000煅烧所得[Yo.Q5Gdo.95oiDyo.d2〇3黄色荧光粉的发射光谱。由图可知，在276nm激发下，发射光谱出现的发射峰，分别位于〜573nm处的Dy3+的兮92—6Hi32电偶极子跃迁黄光）、〜489nm处的Dy3+的4Fg2—6fW2磁偶极子跃迁蓝光）以及〜67〇nm处的Dy3+的4F92—6Fii2跃迁红光。在573nm处的发射光谱峰型尖锐，具有最高的发射强度，说明该荧光粉具有较高的黄光发射。

权利要求：1.一种形貌、尺寸可控的黄色荧光粉，其特征在于包括化学化学组成式为[Y〇.05Gd〇.95〇.98Dy〇.02]2〇3的组分。2.—种形貌、尺寸可控的黄色荧光粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1将粉状稀土氧化物Gd2〇3，Y2〇3和Dy2〇3溶于热硝酸配制成稀土硝酸盐溶液；2按Gd3+:Y3+:Dy3+摩尔比〇•931:0.049:0.〇2，量取稀土硝酸盐、适量尿素进行混合，加入去离子水乙二醇配制成体积为500mL的溶液，置于室温下搅拌30-60min，使混合液充分混合均匀；3将步骤2所得混合均匀的混合液置于集热式磁力搅拌器中，在40-60min之内升温至90°C，并在90±1°C保温120min至反应结束；4将步骤3所得到的悬浊液经离心、清洗、干燥得到白色前驱体粉末；5将步骤（4所得到的白色前驱体粉末经1000°C煅烧，保温4h最终得到[Yo.Q5Gdo.950.98Dy〇.Q2]2〇3黄色荧光粉。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，稀土离子浓度为〇.015M。4.如权利要求（2所述的制备方法，其特征在于，所选用的沉淀剂为尿素，用量为18.018g〇5.如权利要求（2所述的制备方法，其特征在于，所用的溶剂为去离子水和乙二醇，乙二醇的添加量为总=〇，0.1，0.2,0.0.3，0.4和0.5。

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