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一种Eu3+离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷及其制备方法与应用   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2019-12-27
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2020-06-05
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2022-02-08
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2039-12-27
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201911381911.2 申请日 2019-12-27
公开/公告号 CN111138185B 公开/公告日 2022-02-08
授权日 2022-02-08 预估到期日 2039-12-27
申请年 2019年 公开/公告年 2022年
缴费截止日
分类号 C04B35/447C04B35/50C09K11/81H01L33/50C04B35/64 主分类号 C04B35/447
是否联合申请 联合申请 文献类型号 B
独权数量 3 从权数量 1
权利要求数量 4 非专利引证数量 0
引用专利数量 0 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 被引证专利
专利权维持 3 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 江苏师范大学,滨州学院 当前专利权人 江苏师范大学,滨州学院
发明人 乔学斌、许臣臣、王胜家、邢进 第一发明人 乔学斌
地址 江苏省徐州市铜山新区上海路101号 邮编 221000
申请人数量 2 发明人数量 4
申请人所在省 江苏省 申请人所在市 江苏省徐州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
北京淮海知识产权代理事务所 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
胡亚辉
摘要
本发明涉及一种Eu3+离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷及其制备方法与应用,属于无机荧光陶瓷材料技术领域,其化学通式为Li9Al3‑3xEu3xP8O29,其中,x是Eu3+掺杂取代Al3+的摩尔比,0.001≤x≤0.15。本发明制备方法为:按照化学式Li9Al3‑3xEu3xP8O29中各元素的化学计量比,称取含有这些元素的离子的化合物,将称取的原料分别用丙酮作为研磨助剂进行湿磨,并混合均匀,再经过两次煅烧即可完成制作;此合成方法工艺简单、操作方便、对设备要求低、节能环保,制得的粉体发光效率高、稳定性好。本发明的Eu3+离子激活的红色的荧光陶瓷可广泛应用于照明和显示器件。
  • 摘要附图
    一种Eu3+离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷及其制备方法与应用
  • 说明书附图:图1
    一种Eu3+离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷及其制备方法与应用
  • 说明书附图:图2
    一种Eu3+离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷及其制备方法与应用
  • 说明书附图:图3
    一种Eu3+离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷及其制备方法与应用
  • 说明书附图:图4
    一种Eu3+离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷及其制备方法与应用
  • 说明书附图:图5
    一种Eu3+离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷及其制备方法与应用
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-02-08 授权
2 2020-06-05 实质审查的生效 IPC(主分类): C04B 35/447 专利申请号: 201911381911.2 申请日: 2019.12.27
3 2020-05-12 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
3+

1.一种Eu 离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷,其特征在于,化学通式为Li9Al3‑3xEu3xP8O29,
3+ 3+
其中,x是Eu 掺杂取代Al 的摩尔比,0.001≤x≤0.15。
3+

2.一种Eu 离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷的制备方法,其为固相反应合成方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)按化学式Li9Al3‑3xEu3xP8O29中各元素的化学计量比,其中0.001≤x≤0.15,称取含有+ 3+ 3+ 5+
Li离子的化合物、Al 离子的化合物、Eu 离子的化合物和P 离子的化合物,将称取的原料分别用丙酮作为研磨助剂进行湿磨,并混合均匀;
(2)将步骤(1)得到的混合物在空气气氛下进行第一次煅烧,煅烧温度为300~750℃,煅烧时间为1~8小时;
(3)将步骤(2)得到的混合物自然冷却后,研磨均匀,在空气气氛中进行第二次煅烧,煅
3+
烧温度为750~1200℃,煅烧时间为1~10小时,即可得到一种Eu 离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷。
3+

3.根据权利要求2所述的一种Eu 离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷的制备方法,其特征在+
于,所述的含有Li离子的化合物为硫酸锂Li2SO4、氢氧化锂LiOH或碳酸锂Li2CO3中的一种;
3+
所述的含有Al 离子的化合物为氧化铝Al2O3、氢氧化铝Al(OH)3或硝酸铝Al(NO3)3·6H2O中
3+
的一种;所述的含有Eu 离子的化合物为氧化铕Eu2O3或硝酸铕Eu(NO3)3·6H2O的一种;所述
5+
的含有P 离子的化合物为磷酸二氢铵NH4H2PO4或磷酸H3PO4中的一种。
3+

4.根据权利要求2所述的一种Eu 离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)的煅烧温度为800~950℃,煅烧时间为4~8小时。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及无机荧光材料技术领域,具体是一种Eu3+离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷及其制备方法与应用。

背景技术

[0002] 随着全球环境问题加重,能源短缺,节能环保成为当前人们面临的重要课题。在普通照明发光领域,白光LED产品成为人们关注的重点。它是一种新型绿色环保照明产品,具有较高的电光效率、较小的体积、低功率、高寿命等优点,被认为是新一代照明光源,有着很好的发展趋势。
[0003] 白光LED产生白光主要有两种途径:第一种是将红、绿、蓝三种LED组合产生白光;第二种是用LED去激发光转换荧光陶瓷混合形成白光,这种途径有两种实现方案,其中比较成熟的方法是蓝光LED芯片与YAG:Ce黄色荧光陶瓷搭配来实现白光发射,但由于缺乏红色光,复合得到的白光为冷白光,因此,该方案仍需添加适当的红色荧光陶瓷来提高其显色指数,另一种方案则是用近紫光LED芯片(390‑410nm)与红/绿/蓝三基色荧光陶瓷组合;所以,红色荧光陶瓷起着举足轻重的作用。现有的红色荧光陶瓷的有效激发范围多数在短波UV区域,其在紫外光激发下的发光效率低,色度不纯正,且制备方法流程长,步骤复杂,操作困难。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种Eu3+离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷,该荧光陶瓷在紫外光激发下发光效率高、色度纯正,本发明的另一个目的在于提供该铝磷酸盐荧光陶瓷的制备方法和应用,该制备方法工艺流程短、操作方便,该铝磷酸盐荧光陶瓷可用于白光LED照明领域。
[0005] 为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种Eu3+离子激活的铝磷酸盐荧光陶3+ 3+
瓷,化学通式为Li9Al3‑3xEu3xP8O29,其中,x是Eu 掺杂取代Al 的摩尔比,0.001≤x≤0.15。
[0006] 本发明还提供了一种Eu3+离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷的制备方法,其为固相反应合成方法,包括如下步骤:
[0007] (1)按化学式Li9Al3‑3xEu3xP8O29中各元素的化学计量比,其中0.001≤x≤0.15,称+ 3+ 3+ 5+取含有Li离子的化合物、Al 离子的化合物、Eu 离子的化合物和P 离子的化合物,将称取的原料分别用丙酮作为研磨助剂进行湿磨,并混合均匀;
[0008] (2)将步骤(1)得到的混合物在空气气氛下进行第一次煅烧,煅烧温度为300~750℃,煅烧时间为1~8小时;
[0009] (3)将步骤(2)得到的混合物自然冷却后,研磨均匀,在空气气氛中进行第二次煅3+
烧,煅烧温度为750~1200℃,煅烧时间为1~10小时,即可得到一种Eu 离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷。
[0010] 优选地,所述的含有Li+离子的化合物为硫酸锂Li2SO4、氢氧化锂LiOH或碳酸锂3+
Li2CO3中的一种;所述的含有Al 离子的化合物为氧化铝Al2O3、氢氧化铝Al(OH)3或硝酸铝 
3+
Al(NO3)3·6H2O中的一种;所述的含有Eu 离子的化合物为氧化铕Eu2O3或硝酸铕 Eu
5+
(NO3)3·6H2O的一种;所述的含有P 离子的化合物为磷酸二氢铵NH4H2PO4或磷酸H3PO4中的一种。
[0011] 优选地,所述步骤(3)的煅烧温度为800~950℃,煅烧时间为4~8小时。
[0012] 本发明还提供了一种Eu3+离子激活的铝磷酸盐荧光陶瓷的应用,可作为红色荧光陶瓷应用于照明和显示器件。
[0013] 和现有的同类型产品相比,该Eu3+激活的铝磷酸盐荧光陶瓷有很明显的优势:
[0014] (1)基质晶格之中存在多种阳离子,可以控制和调整Eu3+发光的位置和相对强度,得到色度纯正的红色光,发光效率高、稳定性好。
[0015] (2)与其它红色荧光材料相比,本发明基质材料的制备过程没有任何污染,合成工艺简单、操作方便、对设备要求低、节能环保。
[0016] (3)本发明的Eu3+离子激活的红色的荧光陶瓷可广泛应用于照明和显示器件,尤其3+
适宜用于以Eu 离子为基础的白光LED中。

实施方案

[0022] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0023] 实施例1
[0024] 按照Li9Al2.7Eu0.3P8O29中的Li、Al、Eu、P的化学计量比,分别称取碳酸锂Li2CO3:3.321 克,氧化铝Al2O3:1.377克,氧化铕Eu2O3:0.528克和磷酸二氢铵NH4H2PO4:9.2克。往称取的原料中加入丙酮进行湿磨,从而混合均匀,得到的混合物在空气气氛下第一次煅烧,煅烧温度为750℃,煅烧时间为1小时;煅烧过的样品研磨均匀,在空气气氛下第二次煅烧,煅
3+
烧温度为850℃,煅烧时间为4小时,得到一种Eu 离子激活的红色荧光陶瓷。
[0025] 参见附图1,是本实施例1技术方案制备样品的X射线陶瓷末衍射图谱,XRD测试结果显示,所制备的样品结晶度较好,为纯相材料。
[0026] 参见附图2,是本发明实施例1技术方案制备样品的SEM图,所得样品颗粒都在纳米级别,均匀而且松散。
[0027] 参见附图3,是按本实施例1技术方案制备样品的激发光谱图,在622纳米波长监测下的激发光谱显示,该荧光陶瓷在紫外区和蓝光区得到有效的激发。
[0028] 参见附图4,是按本实施例1技术方案制备样品的发光光谱图,350纳米激发下的发射光谱显示,发射光谱呈现主峰位于595纳米色度纯正的红色光。
[0029] 参见附图5,是按本实施例1技术方案制备的样品在622纳米的寿命曲线,发光寿命为 2.15毫秒。
[0030] 实施例2
[0031] 按照Li9Al2.55Eu0.45P8O29中的Li、Al、Eu、P的化学计量比,分别称取氢氧化锂LiOH: 2.155克,氢氧化铝Al(OH)3:1.989克,氧化铕Eu2O3:0.792克,磷酸H3PO4:7.838克。将称取的原料混合加入丙酮进行湿磨,从而混合均匀,得到的混合物在空气气氛下第一次煅烧,煅烧温度为300℃,煅烧时间为7.5小时;煅烧过的样品研磨均匀,在空气气氛下第二次煅烧,煅
3+
烧温度为1150℃,煅烧时间为2小时,得到Eu 离子激活的红色荧光陶瓷。
[0032] 本实施例所制得荧光陶瓷样品的结构、形貌特征、激发光谱和发射光谱与实施例1类似。
[0033] 实施例3
[0034] 按照Li9Al2.997Eu0.003P8O29中的Li、Al、Eu、P的化学计量比,分别称取硫酸锂Li2SO4: 5.758克,硝酸铝Al(NO3)3·6H2O:9.620克,硝酸铕Eu(NO3)3·6H2O:1.338克,磷酸H3PO4: 
7.838克。将称取的原料混合后,加入丙酮进行湿磨,从而混合均匀,得到的混合物在空气气氛下第一次煅烧,煅烧温度为450℃,煅烧时间为3.5小时;煅烧过的样品研磨均匀,在空气
3+
气氛下第二次煅烧,煅烧温度为750℃,煅烧时间为8小时,得到一种Eu 离子激活的红色荧光陶瓷。
[0035] 本实施例所制得荧光陶瓷样品的结构、形貌特征、激发光谱和发射光谱与实施例1类似。

附图说明

[0017] 图1是按本发明实施例1技术方案制备的Li9Al2.7Eu0.3P8O29的X射线陶瓷末衍射图谱;
[0018] 图2是按本发明实施例1所制得的Li9Al2.7Eu0.3P8O29荧光陶瓷样品的SEM图;
[0019] 图3是按本发明实施例1技术方案制备的Li9Al2.7Eu0.3P8O29在622纳米的光监测下得到的激发光谱图;
[0020] 图4是按本发明实施例1技术方案制备的Li9Al2.7Eu0.3P8O29在350纳米的光激发下的发射光谱图;
[0021] 图5是按本发明实施例1技术方案制备的Li9Al2.7Eu0.3P8O29在622纳米的寿命曲线。
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