一種LED用硅酸鹽熒光粉的制備方法技術

本發明專利技術屬于濕化學法制備熒光粉技術領域，具體涉及一種LED用硅酸鹽熒光粉的制備方法。采用溶膠-凝膠法制備硅酸鹽熒光粉，在后期低溫煅燒下即可獲得硅酸鹽熒光粉。與傳統的高溫固相法相比，溶膠-凝膠法所需后期煅燒溫度低，對設備要求不高，能耗較低，適合工業化生產；所得熒光粉分散均勻，易進入實現能量傳遞；所得熒光粉粒徑大小分布均勻，有利于熒光粉后期應用中與膠水的均勻混合，適合LED的使用；具有極大的市場前景和經濟價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于濕化學法制備熒光粉
，具體涉及一種LED用硅酸鹽熒光粉的制備方法。
技術介紹
目前，稀土發光材料已經成為信息顯示、照明光源、光電器件等領域的核心材料。其中，應用最為廣泛的是可被紫外光-藍光(200～500nm)激發而產生不同發光顏色的熒光粉材料。熒光粉的高色純度、高發光強度以及分布均勻的顆粒尺寸能明顯改善LED器件的使用性能。目前熒光粉基體材料主要包括鋁酸鹽、硅酸鹽、鎢酸鹽、氮化物、氟化物以及硅酸鹽等，但不同體系的熒光粉的發光性能存在差異。2011年，黃彥林等人以堿土碳酸鹽、SiO2、Eu2O3等為原料，在還原氣氛條件下于1000～1500℃下煅燒1～15h，即得Ca7-7x-7yM7yEu7x(SiO4)4綠光熒光粉。發現該熒光粉在紫外近紫外光激發下可發射出綠光，發光效率高、激發波長寬的特點。2012年，陳雷等人以納米-微米SiO2、Eu2O3以及堿土金屬碳酸鹽、堿土金屬氧化物等為原料，在氫氣、氮氣混合氣氛下，于1400～1700℃下煅燒4～20h，即得(Ae1-xEux)3SiO5紅光熒光粉，在460nm藍光激發下，熒光粉發射出波長為600nm的紅光，熒光粉的發光強度高、化學穩定性好。目前，已報道的硅酸鹽熒光粉的制備方法多為高溫固相法，經高溫煅燒后粉體中激活劑混合不均勻，導致熒光粉的顯色性能差。同時，高溫固相法所得熒光粉顆粒粒徑大小不均勻，極大的影響了熒光粉在器件中的實際使用>性能。
技術實現思路
為此，本專利技術所要解決的技術問題在于克服傳統固相法所得熒光粉材料由于直接進行高溫煅燒，所得熒光粉中激活劑混合不均勻，熒光粉的顯色性能差，同時熒光粉顆粒粒徑大小不均勻的技術瓶頸，從而提出一種LED用硅酸鹽熒光粉的制備方法。為解決上述技術問題，本專利技術的公開了一種LED用硅酸鹽熒光粉的制備方法，其中，所述方法為：1)按照元素摩爾比為M∶Al∶Si＝1∶1∶1的比例，稱取相應量的Al(NO3)3·9H2O或Al2O3中的一種、M2O或MOH或MNO3中的一種，以及SiO2或Si(OC2H5)4中的一種；其中，M元素可以為Li、Na、K、Cs、Ag中的至少一種；按照RE∶M＝(0～0.2)∶1的元素摩爾比，稱取相應量的RE元素的稀土化合物；其中，RE元素為Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb中的至少一種；2)將步驟1)中的稱取的各物質共同置于HNO3溶液中，保溫處理，獲得澄清的混合溶液；3)按照摩爾比為C6H8O7∶Ti(SO4)2＝(0.4～5.0)∶1，稱取相應量的C6H8O7·H2O置于步驟2)所得的混合溶液中，混合攪拌，獲得透明溶膠體；4)將步驟3)所得透明溶膠體混合攪拌，獲得濕凝膠體；5)將步驟4)所得濕凝膠體置于烘箱中，陳化處理，然后冷卻至室溫，得到干凝膠塊；7)將步驟5)所得干凝膠塊進行梯度升溫處理，溫至至600～900℃，然后冷卻至室溫后研磨得到MAlSiO4：xRE3+熒光粉，即硅酸鹽熒光粉；其中0≤x≤0.2。優選的，所述的制備方法，其中，步驟2)所述的RE元素的稀土化合物可以為RE2O3、RE(NO3)3、RECI3或RE4O7中的一種。優選的，所述的制備方法，其中，所述步驟2)中，HNO3溶液的濃度為5～35％。優選的，所述的制備方法，其中，所述步驟2)中，保溫的溫度為50～70℃，時間為35～90min。優選的，所述的制備方法，其中，所述步驟3)中，混合攪拌所用到的攪拌器為磁力攪拌器，磁力轉子轉速為80～320rpm，攪拌時間為15～60min。優選的，所述的制備方法，其中，所述步驟4)中，混合攪拌所用到的攪拌器為磁力攪拌器，磁力轉子轉速為25～75rpm，溫度為50～80℃，并加熱時間為3～40h。優選的，所述的制備方法，其中，所述步驟5)中，陳化處理的溫度為80～190℃，時間為1～48h。更為優選的，所述的制備方法，其中，所述步驟6)中，所述梯度升溫煅燒處理具體為：將步驟5)所得的干凝膠塊置于電阻爐內，以10℃/min的升溫速度升溫至320～450℃保溫1～10h，再以5℃/min的升溫速度升溫至600～900℃煅燒3～30h。本專利技術的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：(1)本專利技術采用溶膠-凝膠法，在后期低溫煅燒下(600～900℃)即可獲得MAlSiO4：xRE3+(0≤x≤0.2)熒光粉。與傳統的高溫固相法相比，溶膠-凝膠法所需后期煅燒溫度低，對設備要求不高，能耗較低，適合工業化生產。(2)本專利技術采用溶膠-凝膠法制備MAlSiO4：xRE3+(0≤x≤0.2)熒光粉，與傳統固相法相比，溶膠-凝膠法所得熒光粉中的RE3+分散均勻，易進入MAlSiO4中實現能量傳遞，所得熒光粉的發光性能優異。(3)本專利技術采用溶膠-凝膠法制備MAlSiO4：xRE3+(0≤x≤0.2)熒光粉，與傳統固相法相比，溶膠-凝膠法所得熒光粉粒徑大小分布均勻，與封裝膠水的均勻混合。具體實施方式實施例1本實施例公開了一種LED用MAlSiO4：xRE3+熒光粉(即硅酸鹽熒光粉)的制備方法，具體步驟如下：(1)按照K∶Al∶Si＝1∶1∶1的摩爾比，稱取0.801g的KHCO3、3.001g的Al(NO3)3·9H2O和1.667g的Si(OC2H5)4。按照pr3+的摩爾濃度為1.0mol％(指Pr3+占基體材料KAlSiO4的摩爾濃度)，稱取0.016g的Pr2O3粉體。(2)將步驟1)中的KHCO3、Al(NO3)3·9H2O、Si(OC2H5)4)以及Pr2O3粉體共同置于100mL濃度為35％的HNO3溶液中，在50℃下保溫90min，獲得澄清的K1+、Al3+、Si4+以及Pr3+混合溶液。(3)按照C6H8O7(檸檬酸)∶Si＝2.25∶1的比例，稱取3.78g的C6H8O7·H2O置于步驟2)的溶液中，然后將溶液置于磁力攪拌器上，控制磁力轉子轉速為240rpm進行攪拌45min，使各反應物混合均勻，獲得透明溶膠體。(4)將步驟3)所得透明溶膠體置于磁力攪拌器上，控制磁力轉子轉速為25rpm，攪拌器加熱溫度為80℃下，進行慢速攪拌并加熱12h，獲得濕凝膠體。(5)將步驟4)所得濕凝膠體置于烘箱中，于150℃下保溫2h進行陳化，隨爐冷卻后取出，得到干凝膠塊。(6)將步驟5)所得干凝膠塊置于電阻爐內，以10℃/min的升溫速度升溫至本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種LED用硅酸鹽熒光粉的制備方法，其特征在于，所述方法為：1)按照元素摩爾比為M∶Al∶Si＝1∶1∶1的比例，稱取相應量的Al(NO3)3·9H2O或Al2O3中的一種、M2O或MOH或MNO3中的一種，以及SiO2或Si(OC2H5)4中的一種；其中，M元素可以為Li、Na、K、Cs、Ag中的至少一種；按照RE∶M＝(0～0.2)∶1的元素摩爾比，稱取相應量的RE元素的稀土化合物；其中，RE元素為Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb中的至少一種；2)將步驟1)中的稱取的各物質共同置于HNO3溶液中，保溫處理，獲得澄清的混合溶液；3)按照摩爾比為C6H8O7∶Ti(SO4)2＝(0.4～5.0)∶1，稱取相應量的C6H8O7·H2O置于步驟2)所得的混合溶液中，混合攪拌，獲得透明溶膠體；4)將步驟3)所得透明溶膠體混合攪拌，獲得濕凝膠體；5)將步驟4)所得濕凝膠體置于烘箱中，陳化處理，然后冷卻至室溫，得到干凝膠塊；6)將步驟5)所得干凝膠塊進行梯度升溫處理，溫至至600～900℃，然后冷卻至室溫后研磨得到MAlSiO4：xRE3+熒光粉，即硅酸鹽熒光粉；其中0≤x≤0.2。...

【技術特征摘要】
1.一種LED用硅酸鹽熒光粉的制備方法，其特征在于，所述方法為：
1)按照元素摩爾比為M∶Al∶Si＝1∶1∶1的比例，稱取相應量的Al(N
O3)3·9H2O或Al2O3中的一種、M2O或MOH或MNO3中的一種，以及SiO2或Si(OC2H5)4中的一種；其中，M元素可以為Li、Na、K、Cs、Ag中的至
少一種；
按照RE∶M＝(0～0.2)∶1的元素摩爾比，稱取相應量的RE元素的稀
土化合物；其中，RE元素為Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、H
o、Er、Tm、Yb中的至少一種；
2)將步驟1)中的稱取的各物質共同置于HNO3溶液中，保溫處理，獲
得澄清的混合溶液；
3)按照摩爾比為C6H8O7∶Ti(SO4)2＝(0.4～5.0)∶1，稱取相應量的C6H8O7·H2O置于步驟2)所得的混合溶液中，混合攪拌，獲得透明溶膠體；
4)將步驟3)所得透明溶膠體混合攪拌，獲得濕凝膠體；
5)將步驟4)所得濕凝膠體置于烘箱中，陳化處理，然后冷卻至室溫，
得到干凝膠塊；
6)將步驟5)所得干凝膠塊進行梯度升溫處理，溫至至600～900℃，
然后冷卻至室溫后研磨得到MAlSiO4：xRE3+熒光粉，即硅酸鹽熒光粉；其中
0≤x≤0.2。
2.如權利要求1所述的制備方法，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高丹鵬，夏壽華，邢其彬，
申請(專利權)人：深圳市聚飛光電股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44