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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710509647.0 (22)申请日 2017.06.28 (71)申请人 陕西科技大学 地址 710021 陕西省西安市未央大学园区 (72)发明人 武秀兰白文妮任强海鸥 林飞焦叶辉李欢欢 (74)专利代理机构 西安弘理专利事务所 61214 代理人 涂秀清 (51)Int.Cl. C09K 11/69(2006.01) (54)发明名称 以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉及其制 备方法 (57)摘要 本发明公开了以钒酸盐为基质的掺铕红色 荧光粉， 以钒酸盐为基质， 化学通。
2、式为化学通式 为KBa1-xVO4:xEu， 其中0.04x0.2， 通过掺杂 激活离子Eu3+， 制备得到以钒酸盐为基质的掺铕 红色荧光粉， 在近紫外和蓝光激发下获得主峰位 于617nm附近发光强度较强、 色纯度较高的红光， 发光性能好， 发光强度高， 显色性好， 是发光性能 优良的红光荧光粉； 本发明还公开了其制备方 法， 将K2CO3、 BaCO3、 V2O5和Eu2O3混合研磨， 空气气 氛下煅烧， 保温， 随炉冷却后再进行研磨， 得到以 钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉， 基于固相合成 法来制备， 方法简单易行， 制备周期短。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 10721687。
3、6 A 2017.09.29 CN 107216876 A 1.以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉， 其特征在于， 以钒酸盐为基质， 化学通式为 KBa1-xVO4:xEu， 其中0.04x0.2。 2.一种如权利要求1所述的以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉的制备方法， 其特征在 于， 具体按照以下步骤实施： 步骤1、 按化学通式KBa1-xVO4:xEu的摩尔配比， 其中0.04x0.2， 分别称取含K化合物、 含Ba化合物、 含V化合物和含Eu化合物作为原料； 步骤2、 将步骤1中称取的所有原料混合后研磨， 形成混合料； 步骤3、 将经步骤2得到的混合料于空气气氛下煅烧3h9h， 煅烧温度为10。
4、001200 ， 煅烧完成后随炉冷却至室温， 得到煅烧产物； 步骤4、 将步骤3得到的煅烧产物研磨， 得到化学通式为KBa1-xVO4:xEu以钒酸盐为基质的 掺铕红色荧光粉。 3.根据权利要求2所述的以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉的制备方法， 其特征在于， 在所述步骤1中： 含K化合物为K2CO3， 含Ba化合物为BaCO3， 含V化合物为V2O5， 含Eu化合物为 Eu2O3。 4.根据权利要求2或3所述的以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉的制备方法， 其特征在 于， 所述步骤2中研磨时间为20min40min。 5.根据权利要求4所述的以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉的制备方法， 其特征在于，。
5、 所述步骤3中煅烧采用SX3-10-14型快速升温电阻炉， 升温速率为3/min10/min。 6.根据权利要求5所述的以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉的制备方法， 其特征在于， 所述步骤4中研磨时间为20min40min。 权利要求书 1/1 页 2 CN 107216876 A 2 以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉及其制备方法 技术领域 0001 本发明属于LED用荧光粉制备技术领域， 具体涉及以钒酸盐为基质的掺铕红色荧 光粉， 本发明还涉及该掺铕红色荧光粉的制备方法。 背景技术 0002 白光LED作为第四代绿色照明光源， 是如今的照明光源领域的研究热点， 蓝光或紫 外光LED半导体芯片与黄。
6、光荧光粉或红、 绿、 蓝三基色荧光粉分别组合实现白光的模式更是 如今实现白光LED的主流方案。 目前实现商业化的蓝光LED半导体芯片与黄光荧光粉YAG: Ce3+(Y3Al5O12:Ce3+)组合形成的白光， 由于其红光发射波段较弱， 导致其显色性指数较低(Ra 7000K)， 仅可满足普通的照明要求。 0003 由于荧光材料的发光性能将对白光LED的发光亮度、 光效、 使用寿命、 色度等性能 指标产生重要的影响， 且市场上缺少能与蓝光或紫外光LED半导体芯片匹配的、 高效率的荧 光材料， 故为了提供近紫外或者蓝光激发的红色荧光粉， 使其解决现有技术中发射光谱中 红色成分少而出现的问题， 以进。
7、一步提高荧光粉的显色性和光效率， 满足更多照明要求的 场所使用， 开发新型、 高效且可以与蓝光或紫外光LED半导体芯片匹配的红色荧光粉具有重 要的研究和实用价值。 发明内容 0004 本发明的目的是提供以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉， 解决了现有白光LED色 温高、 显色指数低和不能合成单一白光的问题。 0005 本发明的另一个目的是提供以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉的制备方法。 0006 本发明所采用的技术方案是， 以钒酸盐为基质， 化学通式为KBa1-xVO4:xEu， 其中 0.04x0.2。 0007 本发明所采用的另一个技术方案是， 以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉的制备方 法， 具体。
8、按照以下步骤实施： 0008 步骤1、 按化学通式KBa1-xVO4:xEu的摩尔配比， 其中0.04x0.2， 分别称取含K化 合物、 含Ba化合物、 含V化合物和含Eu化合物作为原料； 0009 步骤2、 将步骤1中称取的所有原料混合后研磨， 形成混合料； 0010 步骤3、 将经步骤2得到的混合料于空气气氛下煅烧3h9h， 煅烧温度为1000 1200， 煅烧完成后随炉冷却至室温， 得到煅烧产物； 0011 步骤4、 将步骤3得到的煅烧产物研磨， 得到化学通式为KBa1-xVO4:xEu以钒酸盐为 基质的掺铕红色荧光粉。 0012 本发明另一技术方案的特点还在于， 0013 步骤1中： 。
9、含K化合物为K2CO3， 含Ba化合物为BaCO3， 含V化合物为V2O5， 含Eu化合物为 Eu2O3。 0014 步骤2中研磨时间为20min40min。 说明书 1/4 页 3 CN 107216876 A 3 0015 步骤3中煅烧采用快速升温电阻炉， 升温速率为3/min10/min。 0016 步骤4中研磨时间为20min40min。 0017 本发明的有益效果是， 0018 本发明以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉， 以钒酸盐为基质， 通过掺杂激活离子 Eu3+， 制备得到以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉， 适合近紫外激发， 可在近紫外(394nm)和 蓝光(465nm)激发下获得主峰。
10、位于617nm附近发光强度较强、 色纯度较高的红光， 与近紫外 芯片和蓝光芯片的发光二极管匹配， 可做为白光LED用红色荧光粉， 化学性质稳定， 发光性 能好， 发光强度高， 显色性好； 0019 本发明以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉的制备方法， 基于固相合成法来制备， 操作性强， 在空气气氛下制备， 升温过程简单， 方法简单易行， 重现性好， 制备周期短。 附图说明 0020 图1是实施例4制备得到的KBa0 .96VO4:0.04Eu红色荧光粉的X射线衍射图谱与 KBaVO4标准卡片(PDF#31-0979)对比图； 0021 图2是实施例4制备得到的KBa0.96VO4:0.04Eu红色。
11、荧光粉的激发光谱和发射光谱； 0022 图3是实施例8制备得到的KBa0.92VO4:0.2Eu红色荧光粉的CIE色坐标图。 具体实施方式 0023 下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。 0024 本发明以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉， 以钒酸盐为基质， 化学通式为KBa1- xVO4:xEu， 其中0.04x0.2。 0025 本发明以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉的制备方法， 具体按照以下步骤实施： 0026 步骤1、 按化学通式KBa1-xVO4:xEu的摩尔配比， 其中0.04x0.2， 分别称取K2CO3、 BaCO3、 V2O5和Eu2O3作为原料； 0027 步骤2、 。
12、将步骤1中称取的所有原料混合后研磨20min40min， 形成混合料； 0028 步骤3、 将经步骤2得到的混合料于空气气氛下煅烧3h9h， 升温速率为3/min 10/min， 煅烧温度为10001200， 煅烧完成后随炉冷却至室温， 得到煅烧产物； 0029 其中， 煅烧时按照以下化学反应方程式进行合成： 0030 K2CO3+(1-x)BaCO3+V2O5+x/2Eu2O3KBaVO4+CO2； 0031 步骤4、 将步骤3得到的煅烧产物研磨20min40min， 得到化学通式为KBa1-xVO4: xEu以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉； 0032 实施例1 0033 取x0.04， 按。
13、化学式KBa0.96VO4:0.04Eu的化学计量配比， 用电子天平分别称取 K2CO3、 BaCO3、 V2O5和Eu2O3， 其中稀土氧化物的纯度为99.99， 其余均为分析纯； 将上述称取 的所有原料混合后研磨20min， 使原料之间混合均匀， 得到混合料； 将得到的混合料装入刚 玉坩埚中， 并将该刚玉坩埚置于SX3-10-14型快速升温电阻炉中， 于空气气氛下煅烧， 期间 以3/min的升温速率升至1000， 保温5h， 待煅烧完成后随炉冷却， 直至冷却至室温， 得到 煅烧产物； 取出煅烧后的产物再次研磨20min， 即得到化学式为KBa0.96VO4:0.04Eu以钒酸盐 为基质的掺。
14、铕红色荧光粉。 说明书 2/4 页 4 CN 107216876 A 4 0034 实施例2 0035 取x0.04， 按化学式KBa0.96VO4:0.04Eu的化学计量配比， 用电子天平分别称取 K2CO3、 BaCO3、 V2O5和Eu2O3， 其中稀土氧化物的纯度为99.99， 其余均为分析纯； 将上述称取 的所有原料混合后研磨30min， 使原料之间混合均匀， 得到混合料； 将得到的混合料装入刚 玉坩埚中， 并将该刚玉坩埚置于SX3-10-14型快速升温电阻炉中， 于空气气氛下煅烧， 期间 以5/min的升温速率升至1050， 保温3h， 待煅烧完成后随炉冷却， 直至冷却至室温， 得。
15、到 煅烧产物； 取出煅烧后的产物再次研磨40min， 即得到化学式为KBa0.96VO4:0.04Eu以钒酸盐 为基质的掺铕红色荧光粉。 0036 实施例3 0037 取x0.04， 按化学式KBa0.96VO4:0.04Eu的化学计量配比， 用电子天平分别称取 K2CO3、 BaCO3、 V2O5和Eu2O3， 其中稀土氧化物的纯度为99.99， 其余均为分析纯； 将上述称取 的所有原料混合后研磨40min， 使原料之间混合均匀， 得到混合料； 将得到的混合料装入刚 玉坩埚中， 并将该刚玉坩埚置于SX3-10-14型快速升温电阻炉中， 于空气气氛下煅烧， 期间 以10/min的升温速率升至1。
16、200， 保温9h， 待煅烧完成后随炉冷却， 直至冷却至室温， 得 到煅烧产物； 取出煅烧后的产物再次研磨40min， 即得到化学式为KBa0.96VO4:0.04Eu以钒酸 盐为基质的掺铕红色荧光粉。 0038 实施例4 0039 取x0.04， 按化学式KBa0.96VO4:0.04Eu的化学计量配比， 用电子天平分别称取 K2CO3、 BaCO3、 V2O5和Eu2O3， 其中稀土氧化物的纯度为99.99， 其余均为分析纯； 将上述称取 的所有原料混合后研磨25min， 使原料之间混合均匀， 得到混合料； 将得到的混合料装入刚 玉坩埚中， 并将该刚玉坩埚置于SX3-10-14型快速升温电。
17、阻炉中， 于空气气氛下煅烧， 期间 以5/min的升温速率升至1050， 保温5h， 待煅烧完成后随炉冷却， 直至冷却至室温， 得到 煅烧产物； 取出煅烧后的产物再次研磨35min， 即得到化学式为KBa0.96VO4:0.04Eu以钒酸盐 为基质的掺铕红色荧光粉。 0040 图1为利用实施例4中的制备方法制备得到的KBa0.96VO4:0.04Eu红色荧光粉的X射 线衍射图谱与KBaVO4标准卡片(PDF#31-0979)对比图， 从图1中可看出： 物相纯度高， 结晶度 好。 0041 图2为利用实施例4中的制备方法制备得到的KBa0.96VO4:0.04Eu红色荧光粉的激发 光谱和发射光谱。
18、， 可以看出： 主发射峰位于617nm附近， 两个主激发峰分别位于393nm附近和 465nm附近； 由此可见， 该荧光粉可被近紫外光和蓝光有效激发而发出红光， 可应用于白光 LED。 0042 实施例5 0043 取x0.08， 按化学式KBa0.92VO4:0.08Eu的化学计量配比， 用电子天平分别称取 K2CO3、 BaCO3、 V2O5和Eu2O3， 其中稀土氧化物的纯度为99.99， 其余均为分析纯； 将上述称取 的所有原料混合后研磨25min， 使原料之间混合均匀， 得到混合料； 将得到的混合料装入刚 玉坩埚中， 并将该刚玉坩埚置于SX3-10-14型快速升温电阻炉中， 于空气气。
19、氛下煅烧， 期间 以5/min的升温速率升至1050， 保温5h， 待煅烧完成后随炉冷却， 直至冷却至室温， 得到 煅烧产物； 取出煅烧后的产物再次研磨35min， 即得到化学式为KBa0.92VO4:0.08Eu以钒酸盐 为基质的掺铕红色荧光粉。 说明书 3/4 页 5 CN 107216876 A 5 0044 实施例6 0045 取x0.12， 按化学式KBa0 .88VO4:0.12Eu化学计量配比， 用电子天平分别称取 K2CO3、 BaCO3、 V2O5和Eu2O3， 其中稀土氧化物的纯度为99.99， 其余均为分析纯； 将上述称取 的所有原料混合后研磨30min， 使原料之间混合。
20、均匀， 得到混合料； 将得到的混合料装入刚 玉坩埚中， 并将该刚玉坩埚置于SX3-10-14型快速升温电阻炉中， 于空气气氛下煅烧， 期间 以7/min的升温速率升至1050， 保温5h， 待煅烧完成后随炉冷却， 直至冷却至室温， 得到 煅烧产物； 取出煅烧后的产物再次研磨35min， 即得到化学式为KBa0.88VO4:0.12Eu以钒酸盐 为基质的掺铕红色荧光粉。 0046 实施例7 0047 取x0.16， 按化学式KBa0 .84VO4:0.16Eu化学计量配比， 用电子天平分别称取 K2CO3、 BaCO3、 V2O5和Eu2O3， 其中稀土氧化物的纯度为99.99， 其余均为分析纯。
21、； 将上述称取 的所有原料混合后研磨40min， 使原料之间混合均匀， 得到混合料； 将得到的混合料装入刚 玉坩埚中， 并将该刚玉坩埚置于SX3-10-14型快速升温电阻炉中， 于空气气氛下煅烧， 期间 以5/min的升温速率升至1150， 保温6h， 待煅烧完成后随炉冷却， 直至冷却至室温， 得到 煅烧产物； 取出煅烧后的产物再次研磨25min， 即得到化学式为KBa0.84VO4:0.16Eu以钒酸盐 为基质的掺铕红色荧光粉。 0048 实施例8 0049 取x0.2， 按化学式KBa0.8VO4:0.2Eu化学计量配比， 用电子天平分别称取K2CO3、 BaCO3、 V2O5和Eu2O3。
22、， 其中稀土氧化物的纯度为99.99， 其余均为分析纯； 将上述称取的所有 原料混合后研磨20min， 使原料之间混合均匀， 得到混合料； 将得到的混合料装入刚玉坩埚 中， 并将该刚玉坩埚置于SX3-10-14型快速升温电阻炉中， 于空气气氛下煅烧， 期间以9/ min的升温速率升至1200， 保温5h， 待煅烧完成后随炉冷却， 直至冷却至室温， 得到煅烧产 物； 取出煅烧后的产物再次研磨30min， 即得到化学式为KBa0.84VO4:0.16Eu以钒酸盐为基质 的掺铕红色荧光粉。 0050 图3是利用实施例8中的制备方法所制备的KBa0.88VO4:0.2Eu红色荧光粉的CIE色坐 标图，。
23、 从图3中可看出： 该红色荧光粉的CIE色坐标为(x0.635， y0.362)， 与NTSC标准色 坐标(x0.670， y0.330)接近。 0051 本发明以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉， 以钒酸盐为基质， 掺杂激活离子Eu3+， 钒酸盐发光材料中的离子团VO43-在紫外光区有强烈的吸收， 吸收的能量可以有效地传递给 激活剂离子， 基质钒酸根离子吸收的能量分为两部分， 其中一部分通过V5+On-2n和V5+On-2n+1之 间的能级跃迁产生宽带可见光发射， 还有另一部分则是传递给激活剂离子Eu3+， 从而诱导其 发生能级跃迁产生红光发射。 通过掺杂激活离子Eu3+， 可在近紫外(394n。
24、m)和蓝光(465nm)激 发下获得主峰位于617nm附近发光强度较强、 色纯度较高的红光。 该红色荧光粉的CIE色坐 标与NTSC标准色坐标相近， 与近紫外芯片和蓝光芯片的发光二极管匹配， 可做为白光LED用 红色荧光粉。 0052 本发明以钒酸盐为基质的掺铕红色荧光粉的制备方法， 基于固相合成法来制备， 操作性强， 在空气气氛下制备， 升温过程简单， 方法简单易行， 重现性好， 制备周期短。 说明书 4/4 页 6 CN 107216876 A 6 图1 图2 说明书附图 1/2 页 7 CN 107216876 A 7 图3 说明书附图 2/2 页 8 CN 107216876 A 8 。