首页 > 专利 > 江苏师范大学 > 一种Eu3+激活的氟碲酸铋红色荧光粉及其制备方法与应用专利详情

一种Eu3+激活的氟碲酸铋红色荧光粉及其制备方法与应用 0 0

有效专利查看PDF

申请进展

基本信息

申请人信息

代理人信息

摘要

法律状态

权利要求

说明书

专利申请流程有哪些步骤？

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。

2019-04-26

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。

2019-08-06

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。

2021-04-23

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。

2039-04-26

基本信息

有效性	有效专利	专利类型	发明专利
申请号	CN201910344171.9	申请日	2019-04-26
公开/公告号	CN110003910B	公开/公告日	2021-04-23
授权日	2021-04-23	预估到期日	2039-04-26
申请年	2019年	公开/公告年	2021年
缴费截止日
分类号	C09K11/88	主分类号	C09K11/88
是否联合申请	独立申请	文献类型号	B
独权数量	4	从权数量	0
权利要求数量	4	非专利引证数量	1
引用专利数量	0	被引证专利数量	0
非专利引证	1、CN 108587627 A,2018.09.28CN 109046395 A,2018.12.21康世亮等.Er~(3+)掺杂碲酸盐微晶玻璃光纤的中红外荧光特性《.硅酸盐学报》.2018,(第10期),郑健等.热处理对掺Er~(3+)碲酸盐玻璃近红外发光性能的影响《.光电子·激光》.2015,(第10期),;
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	许可	事务标签	公开、实质审查、授权、实施许可

申请人信息

申请人	江苏师范大学	第一申请人	江苏师范大学
专利权人	江苏师范大学	当前专利权人	江苏师范大学
发明人	乔学斌、王胜家、赵君亚	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	221116
申请人数量	1	发明人数量	3
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。

南京经纬专利商标代理有限公司

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。

周敏

摘要

本发明公开了一种Eu3+激活的氟碲酸铋红色荧光粉及其制备方法与应用，该荧光粉的化学式为Bi1‑xEuxTe3O7F，其中x为Eu3+取代Bi3+的摩尔比，且0.001≤x≤0.1；以硝酸铋、氟化铵、氧化碲和氟化铕为原料，采用固相烧结法制备得到。本发明提供的荧光粉在近紫外光370～410纳米激发下，发射出明亮的红光，发光的最强波长在615纳米；制备方法简单，烧结温度低，可用于以近紫外光为激发源的各种照明、显示和光致发光色度调节。

摘要附图
说明书附图：图1
说明书附图：图2
说明书附图：图3
说明书附图：图4
说明书附图：图5
说明书附图：图6
说明书附图：图7
说明书附图：图8

法律状态

序号	法律状态公告日	法律状态	法律状态信息
1	2022-11-29	专利实施许可合同备案的生效	IPC(主分类): C09K 11/88 合同备案号: X2022980021018 专利申请号: 201910344171.9 申请日: 2019.04.26 让与人: 江苏师范大学受让人: 徐州卓森生物科技有限公司发明名称: 一种Eu3+激活的氟碲酸铋红色荧光粉及其制备方法与应用申请公布日: 2019.07.12 授权公告日: 2021.04.23 许可种类: 普通许可备案日期: 2022.11.11
2	2021-04-23	授权
3	2019-08-06	实质审查的生效	IPC(主分类): C09K 11/88 专利申请号: 201910344171.9 申请日: 2019.04.26
4	2019-07-12	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 激活的氟碲酸铋红色荧光粉，其特征在于，其化学式为Bi1‑xEuxTe3O7F，其中x
3+ 3+
为Eu 取代Bi 的摩尔比，且0.001≤x≤0.1。
3+

2.一种权利要求1所述的Eu 激活的氟碲酸铋红色荧光粉的制备方法，其特征在于，采用固相烧结法，具体步骤如下：
(1)以硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O、氟化铵NH4F、氧化碲TeO2和氟化铕EuF3为原料，首先按照化学式Bi1‑xEuxTe3O7F，0.001≤x≤0.1中Bi，Eu和Te的摩尔比，分别称取硝酸铋Bi(NO3)3·
5H2O、氟化铕EuF3和氧化碲TeO2，再按照硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O摩尔量的1.5～2倍，称取氟化铵NH4F；
(2)将硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O和氟化铵NH4F分别溶于乙二醇中，搅拌混合，pH调至6～7，室温下搅拌3～5小时后静置沉淀，过滤，洗涤，将沉淀物烘干后在空气气氛中于400℃煅烧2～5小时；
(3)将步骤(2)得到的煅烧物和氧化碲TeO2、氟化铕EuF3混合，并研磨均匀，将得到的混合物压制成块并在空气气氛中煅烧，煅烧温度为550～600℃，煅烧时间为3～8小时，自然冷
3+
却，研磨均匀，即得到一种Eu 激活的氟碲酸铋红色荧光粉。
3+

3.根据权利要求2所述的Eu 激活的氟碲酸铋红色荧光粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)中调节pH采用的是体积比1:9的氨水乙醇混合溶液。
3+

4.权利要求1所述的Eu 激活的氟碲酸铋红色荧光粉的应用，其特征在于，所述的红色荧光粉应用于以近紫外光为激发源的照明、显示和光致发光色度调节。

说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及一种无机发光材料，具体涉及一种Eu3+激活的氟碲酸铋红色荧光粉及其制备方法与应用，属于发光材料和显示技术领域。

背景技术

[0002] 在稀土功能材料的发展中，尤其以稀土发光材料格外引人注目。稀土因其特殊的电子层结构，而具有一般元素所无法比拟的光谱性质，稀土发光几乎覆盖了整个固体发光的范畴，只要谈到发光，几乎离不开稀土。稀土发光材料是由稀土离子4f电子在不同能级间跃迁而产生的，其具有很强的吸收能力。稀土材料由很多不同的激发方式，可发射从紫外线到红外光的电磁波谱，转换效率高，特别在可见光区有很强的发射能力。稀土发光材料已广泛应用在显示显像、新光源、 X射线增光屏等各个方面。

[0003] 在稀土离子之中，三价铕离子Eu3+在稀土发光中扮演着极其重要的角色。 Eu3+离6
子具有独特的4f 电子组态，发光谱线非常窄，色纯度高，色彩鲜艳，光吸收能力强，转换效
3+
率高，是不可缺少的红色显色离子，另外，通过Eu 离子的荧光光谱结构，可以来探测被取代
3+
阳离子在基质晶格之中的晶体学环境。近年来，有相当多的报道都关注了Eu 离子激活的红色荧光粉，物理和化学性能稳定，耐高温，可承受大功率电子束、高能辐射和强紫外光的作用，使其成为应用于照明、显示、显像、医学放射图像、辐射场的探测和记录等领域、探寻高新技术材料的主要研究对象。

[0004] 目前LED用商业红色荧光粉主要是Y2O2S:Eu3+，该红色荧光粉为硫代物，因其制备过程中需用到硫化物作为原料，并需在保护气氛或还原气氛下进行煅烧，防止硫与空气中的氧反应，制备方法非常复杂；硫化物体系效率较低，化学稳定性差，易产生H2S气体而腐蚀LED芯片。

发明内容

[0005] 本发明的目的之一是提供一种Eu3+激活的氟碲酸铋红色荧光粉，结晶度高、发光效率显著、显色纯度高。

[0006] 本发明的目的之二是提供上述Eu3+激活的氟碲酸铋红色荧光粉的制备方法，步骤简单，重复性好且工艺环保。

[0007] 本发明的目的之二是提供上述Eu3+激活的氟碲酸铋红色荧光粉的应用。

[0008] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种Eu3+激活的氟碲酸铋红色荧光3+ 3+
粉，其化学式为Bi1‑xEuxTe3O7F，其中x为Eu 取代Bi 的摩尔比，且 0.001≤x≤0.1；基质是
3+ 3+ 3+
氟碲酸铋BiTe3O7F，铕离子Eu 为激活离子，Eu 替换晶格之中的Bi 。

[0009] 本发明还提供上述Eu3+激活的氟碲酸铋红色荧光粉的制备方法，采用固相烧结法，具体步骤如下：

[0010] (1)以硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O、氟化铵NH4F、氧化碲TeO2和氟化铕EuF3为原料，首先按照化学式Bi1‑xEuxTe3O7F，0.001≤x≤0.1中Bi，Eu和Te的摩尔比，分别称取硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O、氟化铕EuF3和氧化碲TeO2，再按照硝酸铋 Bi(NO3)3·5H2O摩尔量的1.5～2倍，称取氟化铵NH4F；

[0011] (2)将硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O和氟化铵NH4F分别溶于乙二醇中，搅拌混合，pH调至6～7，室温下搅拌3～5小时后静置沉淀，过滤，洗涤，将沉淀物烘干后在空气气氛中于400℃煅烧2～5小时；

[0012] (3)将步骤(2)得到的煅烧物和氧化碲TeO2、氟化铕EuF3混合，并研磨均匀，将得到的混合物压制成块并在空气气氛中煅烧，煅烧温度为550～600℃，煅烧时间为3～8小时，自3+
然冷却，研磨均匀，即得到一种Eu 激活的氟碲酸铋红色荧光粉。

[0013] 优选的，步骤(2)中调节pH采用的是体积比1:9的氨水乙醇混合溶液。

[0014] 本发明还提供上述Eu3+激活的氟碲酸铋红色荧光粉的应用。

[0015] 在近紫外光激发下，该Eu3+离子激活的氟碲酸盐基红色荧光粉发射出红色荧光，该荧光粉可以应用到以近紫外光为激发源的照明、显示和光致发光色度调节

[0016] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

[0017] 1、本发明的Eu3+离子激活的氟碲酸铋红色荧光粉，可以在370～410纳米近紫外光的激发下发射出主波长为615纳米的红色荧光，且其色度纯正、发光效率显著；

[0018] 2、本发明的含有氟的红色荧光粉，原料来源丰富，制备方法简单，易于操作，对于设备的要求低；产物易收集，无废水废气排放，对环境友好；

[0019] 3、本发明提供的Eu3+离子激活的氟碲酸铋红色荧光粉的制备方法，烧结温度较低(550～600℃)，生产成本低，且制备的红色荧光粉具有良好的热稳定性，粒度均匀。

实施方案

[0028] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

[0029] 实施例1

[0030] 根据化学式Bi0.95Eu0.05Te3O7F中Bi，Eu和Te的摩尔比，分别称取硝酸铋 Bi(NO3)3·5H2O：4.608克，氟化铕EuF3：0.1045克，氧化碲TeO2：4.788克。称取氟化铵NH4F：0.53克。首先，把Bi(NO3)3·5H2O和NH4F分别溶于乙二醇中，搅拌混合，用氨水乙醇混合溶液(氨水:乙醇＝1:9，体积比)将pH调到6，室温下充分搅拌5小时，静置充分沉淀，过滤并用蒸馏水洗涤沉淀物，烘干后在空气气氛中于400℃煅烧5小时。然后将煅烧物和氟化铕EuF3、氧化碲TeO2研磨并混合均匀，得到的混合物压制成块状在空气气氛中煅烧，煅烧温度为600℃，煅烧时
3+
间为3小时，自然冷却，研磨均匀，得到Eu 离子激活的氟碲酸铋红色荧光粉。

[0031] 参见附图1，是按实施例1的技术方案所制样品Bi0.95Eu0.05Te3O7F的X射线粉末衍射图谱，测试结果显示，所制备的样品为单一的物相，且结晶度较好。

[0032] 参见附图2，是实施例1所制备样品电子扫描电镜图，由图可以看出该样品颗粒表面光洁，结晶均匀，没有明显的团聚现象。

[0033] 参见附图3，它是实施例1所制备样品615纳米监测下得到的激发光谱图，从图中可以看出，该材料的红色发光的激发来源主要为395纳米，可以很好地制备近紫外光激发荧光灯。

[0034] 参见附图4，它是实施例1所制备样品在395纳米波长激发下得到的发光光谱图，该材料主要的发光中心在615纳米的红色发光波段。

[0035] 实施例2

[0036] 根据化学式Bi0.93Eu0.07Te3O7F中Bi，Eu和Te的摩尔比，分别称取硝酸铋 Bi(NO3)3·5H2O：4.511克，氟化铕EuF3：0.1463克，氧化碲TeO2：4.788克。称取氟化铵NH4F：0.689克。首先，把Bi(NO3)3·5H2O和NH4F分别溶于乙二醇中，搅拌混合，用氨水乙醇混合溶液(氨水:乙醇＝1:9，体积比)pH调到7，室温下充分搅拌3小时，静置充分沉淀，过滤并用蒸馏水洗涤沉淀物，烘干后在空气气氛中于400℃煅烧2小时。然后将煅烧物和氟化铕EuF3、氧化碲TeO2研磨并混合均匀，得到的混合物压制成块并在空气气氛中煅烧，煅烧温度为550℃，煅烧时间
3+
为8小时，自然冷却，研磨均匀，得到Eu 离子激活的氟碲酸铋红色荧光粉。

[0037] 其物相组成、激发光谱、发光光谱与实施例1相似。

[0038] 实施例3

[0039] 根据化学式Bi0.97Eu0.03Te3O7F中Bi，Eu和Te的摩尔比，分别称取硝酸铋 Bi(NO3)3·5H2O：3.9198克，氟化铕EuF3：0.0622克，氧化碲TeO2：3.99克。称取氟化铵NH4F：0.54克。首先，把Bi(NO3)3·5H2O和NH4F分别溶于乙二醇中，搅拌混合，用氨水乙醇混合溶液(氨水:乙醇＝1:9，体积比)pH调到6.5，室温下充分搅拌4小时，静置充分沉淀，过滤并用蒸馏水洗涤沉淀物，烘干后在空气气氛中于400℃煅烧4小时。然后将煅烧物和氟化铕EuF3、氧化碲TeO2研磨并混合均匀，得到的混合物压制成块体并在空气气氛中煅烧，煅烧温度为550℃，煅烧
3+
时间为6小时，自然冷却，研磨均匀，得到Eu 离子激活的氟碲酸铋红色荧光粉。

[0040] 参见附图5，是按实施例3的技术方案所制样品Bi0.97Eu0.03Te3O7F中的X射线粉末衍射图谱，测试结果显示，所制备的样品为单一的物相，且结晶度较好。

[0041] 参见附图6，是实施例3所制备样品电子扫描电镜图，由图可以看出该样品颗粒表面光洁，结晶均匀，没有明显的团聚现象。

[0042] 参见附图7，是实施例3所制备样品615纳米监测下得到的激发光谱图，从图中可以看出，该材料的红色发光的激发来源主要为395纳米，可以很好地制备近紫外光激发荧光灯。

[0043] 参见附图8，是实施例3所制备样品在395纳米波长激发下得到的发光光谱图，该材料主要的发光中心在615纳米的红色发光波段。

[0044] 实施例4

[0045] 根据化学式Bi0.9Eu0.1Te3O7F中Bi，Eu和Te的摩尔比，分别称取硝酸铋 Bi(NO3)3·5H2O：2.91克，氟化铕EuF3：0.14克，氧化碲TeO2：3.2克。称取氟化铵NH4F：0.36克。首先，把Bi(NO3)3·5H2O和NH4F分别溶于乙二醇中，搅拌混合，pH调到6.3，室温下充分搅拌5小时，静置充分沉淀，过滤并用蒸馏水洗涤沉淀物，烘干后在空气气氛中于400℃煅烧4小时。然后将煅烧物和氟化铕 EuF3、氧化碲TeO2研磨并混合均匀，得到的混合物压制成块并在空气气氛中
3+
煅烧，煅烧温度为580℃，煅烧时间为5小时，自然冷却，研磨均匀，得到Eu 离子激活的氟碲酸铋红色荧光粉。

[0046] 其物相组成、激发光谱、发光光谱与实施例3相似。

[0047] 实施例5

[0048] 根据化学式Bi0.999Eu0.001Te3O7F之中Bi、Eu和Te的摩尔比，分别称取硝酸铋Bi(NO3)3·5H2O：4.846克，氟化铕EuF3：0.02克，氧化碲TeO2：4.788克。称取氟化铵NH4F：0.56克。首先把Bi(NO3)3·5H2O和NH4F分别溶于乙二醇中，搅拌混合，pH调到6.5，室温下充分搅拌4小时，静置充分沉淀，过滤并用蒸馏水洗涤沉淀物，烘干后在空气气氛中于400℃煅烧5小时。然后将煅烧物和氟化铕EuF3、氧化碲TeO2研磨并混合均匀，得到的混合物压制成块并3+
在空气气氛中煅烧，煅烧温度为570℃，煅烧时间为6小时，自然冷却，研磨均匀，得到Eu 离子激活的氟碲酸铋红色荧光粉。

[0049] 其物相组成、激发光谱、发光光谱与实施例3相似。

附图说明

[0020] 图1为本发明实施例1所制备样品Bi0.95Eu0.05Te3O7F的X射线粉末衍射图谱。

[0021] 图2为本发明实施例1所制备样品Bi0.95Eu0.05Te3O7F的扫描电镜图。

[0022] 图3为本发明实施例1所制备样品Bi0.95Eu0.05Te3O7F在615纳米监测下得到的激发光谱图。

[0023] 图4为本发明实施例1所制备样品Bi0.95Eu0.05Te3O7F在395纳米波长激发下得到的发光光谱图。

[0024] 图5为本发明实施例3的技术方案所制样品Bi0.97Eu0.03Te3O7F中的X射线粉末衍射图谱。

[0025] 图6为本发明实施例3所制备样品Bi0.97Eu0.03Te3O7F的扫描电镜图。

[0026] 图7为本发明实施例3所制备样品Bi0.97Eu0.03Te3O7F在615纳米监测下得到的激发光谱图。

[0027] 图8为本发明实施例3所制备样品Bi0.97Eu0.03Te3O7F在395纳米波长激发下得到的发光光谱图。

1一种外墙板保温涂层及其制备方法 2一种固体磁制冷材料、制备方法及磁制冷器 3一种蓝光CdSe纳米片的晶型调控方法 4一种太阳电池玻璃低效减反射膜的增效方法 5一种环保油漆催干剂的制备方法 6一种二元配体修饰钙钛矿CsPbX3量子点的制备方法 7一种高分散性炭黑的制备方法 8一种高粘度鱼鳔胶的制备方法 9一种炭黑生产用二级雾化原料油喷嘴 10一种微胶囊防蚊整理剂及其制备方法与应用