一种用于全光谱健康照明的青光荧光粉及其制备方法与应用

    技术2026-06-18  17


    本发明涉及荧光粉制备,尤其是涉及一种用于全光谱健康照明的青光荧光粉及其制备方法与应用。


    背景技术:

    1、白光发光二极管(w-led)由于具有发光效率高、寿命长、环境友好、稳定性好等突出特点,作为下一代照明光源备受关注,在固态照明领域得到了广泛应用。目前,商用白光led主要是通过在蓝色led芯片(440-470nm)上涂覆黄色的ce3+掺杂钇铝石榴石(yag:ce3+)荧光粉来生产。然而,由于缺乏足够的红色光谱成分,这种方法产生的冷白光存在高色温(cct)和低显色指数(cri)的问题。所以开发了一种基于近紫外线的发光二极管芯片涂覆红、绿、蓝三种荧光粉,可用于白光led。然而,对于这些传统的近紫外白光led,其发射光谱中480-520nm区域中的青色间隙显著降低了cri值,从而大大降低了在高品质照明中的应用。

    2、因此,为了克服这一缺点,迫切需要开发高效的紫光可激发的青色荧光粉,用以弥补近紫外暖白光led的青光缺陷并大大提高其显色指数值。然而,到目前为止,对这种青色荧光粉的研究仍然很少。

    3、荧光粉的发光特性很大程度上取决于主体材料的晶体结构,结构的变化都易影响能量传递过程、晶体场强度以及共价性。而eu2+因其4fn-15d1独特外层电子构型从而导致发射谱型呈宽带发射,强度较高,荧光寿命较短等特点,这种宽带发射的性质正好可以满足白光led、类太阳光led、全光谱led及高显色白光led等的对光谱连续性、无光谱缺失等的需求,因此eu2+离子已成为稀土掺杂荧光粉的重要候选掺杂离子,但是不同基质材料中掺杂eu2+离子很可能会产生不同的发光现象。


    技术实现思路

    1、本发明的目的就是为了提供一种用于全光谱健康照明的青光荧光粉及其制备方法与应用,以满足目前白光led/类太阳光led/全光谱led/健康照明led光源的迫切需求。

    2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:

    3、一种用于全光谱健康照明的青光荧光粉,所述青光荧光粉的化学组成为lihf2(po4)3:xeu2+,其中0<x≤0.03。

    4、进一步地,所述青光荧光粉在紫外光激发下,发射光谱范围为400~625nm。

    5、上述更进一步地,所述青光荧光粉在400nm紫外光的激发下,发射中心波长位于482nm的青光。

    6、本发明还提供一种用于全光谱健康照明的青光荧光粉的制备方法,具体步骤如下:

    7、s1、按照上述青光荧光粉的化学计量比分别称取适量含li的化合物、含hf的化合物、nh4h2po4和含eu的化合物;

    8、s2、将步骤s1中称好的原料粉体研磨均匀,

    9、s3、将步骤s2中研磨后的原料粉末高温煅烧,冷却至室温后得到前驱体;

    10、s4、将步骤s3中得到的前驱体再次研磨均匀后,进行高温烧结,随后冷却至室温,得到青光荧光粉。

    11、进一步地,步骤s1中,所述化学计量比的计算方法为:根据化学式按照计算方法算得各组分原料的质量,跟青光荧光粉中的化学式以及掺杂浓度相对应。

    12、进一步地,步骤s1中,所述含li的化合物为li的氧化物、卤化物或碳酸盐,所述含hf的化合物为hf的氧化物或卤化物,所述含eu的化合物为含eu的氧化物或卤化物。

    13、上述更进一步地,所述含li的化合物为li2co3,所述含hf的化合物为hfo2,所述含eu的化合物为eu2o3。

    14、进一步地,步骤s1中,所述称取的含li的化合物、含hf的化合物、nh4h2po4和含eu的化合物可以适当过量。

    15、进一步地,步骤s3中,所述煅烧条件为空气气氛,所述煅烧温度为300~1000℃,所述煅烧时间为5~20h。

    16、进一步地,步骤s4中,所述烧结条件为还原气氛,所述烧结温度为1100~1400℃,所述烧结时间为8~20h。

    17、上述更进一步地,所述还原气氛为5% h2和95% n2的氢氮混合气氛。

    18、进一步地,步骤s2和步骤s4中,所述研磨时间为20~50min。

    19、此外,本发明还提供一种用于全光谱健康照明的青光荧光粉的应用,所述青光荧光粉用于紫外芯片健康照明led的制备。

    20、进一步地,所述青光荧光粉用于紫外芯片白光led、紫外芯片类太阳光led、紫外芯片全光谱led及紫外芯片高品质白光led的制备。

    21、与现有技术相比,本发明的有益效果如下所示:

    22、1、本发明选用eu2+作为荧光粉的发光中心,合成出一种具有较强发射强度的青光荧光粉,本发明所述的荧光粉可以在紫光光激发下,发射出光谱范围涵盖400~625nm,中心波长位于482nm的青光,属于宽带发射,可有效吸收200~450nm波长范围内的光,具有发射光谱范围宽的特点。

    23、2、与现有技术相比,本发明所述的荧光粉为eu2+掺杂的磷酸基青色荧光粉,具备物理化学性质稳定、制备简便、成本低等突出优势,同时,该荧光粉可采用常规固相反应法制得,具有制备工艺简单、利于工业化生产的特点,是良好的,可为广泛应用的候选材料。

    24、3、本发明所述的荧光粉完全可以与现有的商业近紫外led芯片进行很好地匹配,适应于紫外芯片白光led、紫外芯片类太阳光led、紫外芯片全光谱led及紫外芯片高品质白光led等的应用。

    25、4、eu2+离子为稀土掺杂荧光粉的重要候选掺杂离子,不同基质材料中掺杂eu2+离子很可能会产生不同的发光现象,本申请中通过对基质材料进行设计,该基质材料具有很高的结构,eu2+离子掺杂进去后会产生很大的能量传递,导致量子效率更大。



    技术特征:

    1.一种用于全光谱健康照明的青光荧光粉,其特征在于,所述青光荧光粉的化学组成为lihf2(po4)3:xeu2+,其中0<x≤0.03。

    2.根据权利要求1所述的一种用于全光谱健康照明的青光荧光粉,其特征在于,所述青光荧光粉在紫外光激发下,发射光谱范围为400~625nm。

    3.根据权利要求2所述的一种用于全光谱健康照明的青光荧光粉,其特征在于,所述青光荧光粉在400nm紫外光的激发下,发射中心波长位于482nm的青光。

    4.一种如权利要求1-3中任一所述的用于全光谱健康照明的青光荧光粉的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:

    5.根据权利要求4所述的一种用于全光谱健康照明的青光荧光粉的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述含li的化合物为li的氧化物、卤化物或碳酸盐,所述含hf的化合物为hf的氧化物或卤化物,所述含eu的化合物为含eu的氧化物或卤化物。

    6.根据权利要求5所述的一种用于全光谱健康照明的青光荧光粉的制备方法,其特征在于,所述含li的化合物为li2co3,所述含hf的化合物为hfo2,所述含eu的化合物为eu2o3。

    7.根据权利要求4所述的一种用于全光谱健康照明的青光荧光粉的制备方法,其特征在于,步骤s3中,所述煅烧条件为空气气氛,所述煅烧温度为300~1000℃,所述煅烧时间为5~20h。

    8.根据权利要求4所述的一种用于全光谱健康照明的青光荧光粉的制备方法,其特征在于,步骤s4中,所述烧结条件为还原气氛,所述烧结温度为1100~1400℃,所述烧结时间为8~20h。

    9.根据权利要求4所述的一种用于全光谱健康照明的青光荧光粉的制备方法,其特征在于,步骤s2和步骤s4中,所述研磨时间为20~50min。

    10.一种如权利要求1-3中任一所述的用于全光谱健康照明的青光荧光粉的应用,其特征在于,所述青光荧光粉用于紫外芯片健康照明led的制备。


    技术总结
    本发明涉及一种用于全光谱健康照明的青光荧光粉及其制备方法与应用,所述青光荧光粉的化学组成为LiHf<subgt;2</subgt;(PO<subgt;4</subgt;)<subgt;3</subgt;:xEu<supgt;2+</supgt;,其中0<x≤0.03。具体制备过程如下:S1、按照上述化学计量比分别称取适量含Li的化合物、含Hf的化合物、NH<subgt;4</subgt;H<subgt;2</subgt;PO<subgt;4</subgt;和含Eu的化合物;S2、将步骤S1中称好的原料粉体研磨均匀,S3、将步骤S2中研磨后的原料粉末高温煅烧,冷却至室温后得到前驱体;S4、将步骤S3中得到的前驱体再次研磨均匀后,进行高温烧结,随后冷却至室温,得到青光荧光粉。本发明荧光粉为磷酸基荧光粉,具备物理化学性能稳定、制备简便、成本低等突出优势,可以满足目前紫外芯片健康照明LED的迫切需求。

    技术研发人员:侯京山,孟桂臣,房永征,吴江华,蒋广翔,董浪平,刘玉峰,赵国营,张刚华,林燕丹,杨磊,周鹏程,马显超,王传兵
    受保护的技术使用者:上海应用技术大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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