技术领域
本发明属于发光材料制备技术领域，涉及一种红色荧光粉的制备方法，具 体涉及一种LED用NaSr2Nb5O15:xEu3+红色荧光粉及其制备方法。
背景技术
白光LED因其具有节能、环保、高效、易维护、寿命长等特点，已被广泛 应用于显示和照明领域。目前，高质量的白光LED实现白光发射有两种主要方 式：其一，是利用蓝光芯片激发黄光荧光粉，用剩余的蓝光和黄光复合实现白 光发射；其二，是利用紫外-近紫外芯片激发红绿蓝三基色荧光粉，通过三基色 光复合实现白光发射。但前者由于缺少红光成分，使得显色指数低，色彩还原 性差，后者受限于目前缺少能被紫外-近紫外光激发下产生高效红光发射的荧光 粉。因此，研制紫外-近紫外激发下能产生高效稳定红光发射的荧光粉具有十分 重要的意义。
荧光粉基质化合物范围很宽，包括硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐、钒酸盐、铝 酸盐、铌酸盐等。其中，铌酸盐具有吸收能力强、转换效率高、在可见光区域 有较好的荧光发射效率等优点。因此，铌酸盐是一种发光性能优异的基质材料。
铌酸盐常见合成工艺有固相反应法、化学沉淀法、水热合成法等。采用固 相法制备的荧光粉，烧结温度较高，粒度较大，粒径分布不均匀，难以获得球 形颗粒，不易于涂覆；化学沉淀法对原料的纯度要求较高，制备过程中化学反 应复杂，易引入杂质，从而影响荧光粉的发光性能；水热法由于只适用于氧化 物或少数对水不敏感的硫化物的制备，具有很大的局限性。荧光粉的发光性能， 大多受荧光粉纯度、粒度和粒径均匀性的影响，所以高纯度、均匀晶相的荧光 粉基质更有利于提高荧光粉的发光性能。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种LED用 NaSr2Nb5O15:xEu3+红色荧光粉及其制备方法，该方法操作简单，绿色环保；制得 的NaSr2Nb5O15:xEu3+红色荧光粉纯度高、粒度均匀、结晶性能好。
本发明是通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种LED用NaSr2Nb5O15:xEu3+红色荧光粉的制备方法，包括 以下步骤：
1)按2：(2.75～3.25)：(0.0025～0.025)的摩尔比，分别取Sr(NO3)2、Nb2O5和Eu2O3，混合后，研磨均匀，制得原料粉体；
2)按(0.5～1.5)：(0.25～0.75)：1的摩尔比，分别称取NaCl、Na2CO3和 KNO3，混合后，研磨均匀，制得熔盐粉体；
3)按(0.5～4)：1的质量比，将原料粉体与熔盐粉体混合后，研磨均匀， 制得混合粉体；
4)将混合粉体置于坩埚中，自室温起，以2℃/min速率升温至150～200℃， 再以3℃/min速率升温至200～600℃，然后以5℃/min速率升温至900～1300℃， 保温2～24h后，以5℃/min速率冷却至500℃，最后随炉冷却至室温；
5)将步骤4)处理后的产物清洗直至除去熔盐，将产物烘干、研磨，制得 LED用NaSr2Nb5O15:xEu3+红色荧光粉，其中，x＝0.005～0.05。
步骤1)、2)、3)均采用玛瑙研钵对原料进行研磨，研磨时间为20～40min。
步骤5)是采用去离子水对步骤4)处理后的产物反复浸泡、洗涤处理。
步骤5)采用硝酸银检验洗涤清液，直至洗涤清液中无沉淀。
本发明还公开了采用上述方法制得的LED用红色荧光粉，该红色荧光粉的 化学组成为：NaSr2Nb5O15:xEu3+，其中，x＝0.005～0.05。
所述红色荧光粉的粉体纯度达100％，平均粒径为10～16μm，红光色纯度达 90％以上。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的LED用NaSr2Nb5O15:xEu3+红色荧光粉的制备方法，以 Sr(NO3)2、Nb2O5、Eu2O3为原料，采用熔盐NaCl、Na2CO3、KNO3作为反应介 质，研磨混匀后，在较低温度下(与固相法相比)实现荧光粉NaSr2Nb5O15:xEu3+(其中x＝0.005～0.05)粉体的熔盐法制备。经本发明制得的NaSr2Nb5O15:xEu3+红色荧光粉能够实现在紫外-近紫外激发下产生稳定高效的红光。
经过XRD、SEM及荧光分光光度计测试与分析，本发明制得的 NaSr2Nb5O15:xEu3+红色荧光粉粉体纯度高达100％、结晶性能好、粒径均匀且分 散性良好，平均粒径为10～16μm，红光色纯度高达90％以上，最优CIE色坐标 位于(0.628,0.371)处，与标准红光点接近。
附图说明
图1是本发明实施例1制得的NaSr2Nb5O15:xEu3+荧光粉的XRD图；
图2是本发明实施例2制得的NaSr2Nb5O15:xEu3+荧光粉的发射光谱图；
图3是本发明实施例4制得的NaSr2Nb5O15:xEu3+荧光粉的CIE图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
实施例1
1)按照2：2.875：0.0025的摩尔比，分别称取Sr(NO3)2、Nb2O5、Eu2O3原 料置于玛瑙研钵1中，将原料在室温下研磨30min，使原料混合均匀；
2)按照1.5:0.75:1的摩尔比，分别称取NaCl、Na2CO3、KNO3作为熔盐置 于玛瑙研钵2中，将熔盐在室温下研磨30min，使两种盐料均匀混合；
3)按照2.5:1的质量比，分别称取步骤一所得原料粉体和步骤二所得熔盐 置于玛瑙研钵3中，将混合物在室温下研磨30min中，使原料与熔盐均匀混合；
4)将步骤3混合物置于坩埚中，自室温起，以2℃/min速率升温至180℃， 再以3℃/min速率升温至400℃，然后以5℃/min速率升温至1000℃，于1000℃ 下保温12h，以3℃/min速率冷却至500℃，后随炉冷却至室温；
5)将步骤4所得产物用去离子水反复浸泡、洗涤，用硝酸银检验洗涤清液， 直至完全去除熔盐后，将产物烘干、研磨，即得到NaSr2Nb5O15:xEu3+荧光粉， 其中x＝0.005。
参见图1，为本实施例制得的NaSr2Nb5O15：xEu3+荧光粉的XRD图，从图 中可以看出，所制备的样品的XRD衍射峰与标准卡片(No.34-0429)基本吻合， Eu3+的掺杂并未引入杂相，表明所获样品为高纯度的单一相，且Eu3+成功掺入了 基质晶格内。
实施例2
1)按照2：2.75：0.0075的摩尔比，分别称取Sr(NO3)2、Nb2O5、Eu2O3原 料置于玛瑙研钵1中，将原料在室温下研磨30min，使原料混合均匀；
2)按照1:0.5:1的摩尔比，分别称取NaCl、Na2CO3、KNO3作为熔盐置于 玛瑙研钵2中，将熔盐在室温下研磨30min，使两种盐料均匀混合；
3)按照3.5:1的质量比，分别称取步骤一所得原料粉体和步骤二所得熔盐 置于玛瑙研钵3中，将混合物在室温下研磨30min中，使原料与熔盐均匀混合；
4)将步骤3混合物置于坩埚中，自室温起，以2℃/min速率升温至150℃， 再以3℃/min速率升温至200℃，然后以5℃/min速率升温至1300℃，于1300℃ 下保温18h，以2℃/min速率冷却至500℃，后随炉冷却至室温；
5)将步骤4所得产物用去离子水反复浸泡、洗涤，用硝酸银检验洗涤清液， 直至完全去除熔盐后，将产物烘干、研磨，即得到NaSr2Nb5O15:xEu3+红色荧光 粉，其中x＝0.015。
参见图2，为本实施例制得的NaSr2Nb5O15:xEu3+荧光粉的发射光谱图，从图 中可以看出，实施例2所制备的NaSr2Nb5O15:xEu3+荧光粉在波长为399nm的近 紫外光激发下，其主要的两个发射峰分别位于616nm处和595nm处，分别对应 于Eu3+的5D0→7F2及5D0→7F1特征跃迁，其它位置发射峰较少且峰强度较弱， 表明实施例2所制备的荧光粉在波长为399nm的近紫外光激发下，能发射出强 烈的红光，且无其它颜色的光发射。
实施例3
1)按照2：3：0.025的摩尔比，分别称取Sr(NO3)2、Nb2O5、Eu2O3原料置 于玛瑙研钵1中，将原料在室温下研磨30min，使原料混合均匀；
2)按照1.5:0.5:1的摩尔比，分别称取NaCl、Na2CO3、KNO3作为熔盐置 于玛瑙研钵2中，将熔盐在室温下研磨30min，使两种盐料均匀混合；
3)按照0.5:1的质量比，分别称取步骤一所得原料粉体和步骤二所得熔盐 置于玛瑙研钵3中，将混合物在室温下研磨30min中，使原料与熔盐均匀混合；
4)将步骤3混合物置于坩埚中，自室温起，以2℃/min速率升温至150℃， 再以3℃/min速率升温至200℃，然后以5℃/min速率升温至1100℃，于1100℃ 下保温2h，以3℃/min速率冷却至500℃，后随炉冷却至室温；
5)将步骤4所得产物用去离子水反复浸泡、洗涤，用硝酸银检验洗涤清液， 直至完全去除熔盐后，将产物烘干、研磨，即得到NaSr2Nb5O15:xEu3+红色荧光 粉，其中x＝0.05。
实施例4
1)按照2：3.25：0.0125的摩尔比，分别称取Sr(NO3)2、Nb2O5、Eu2O3原 料置于玛瑙研钵1中，将原料在室温下研磨30min，使原料混合均匀；
2)按照0.5:0.25:1的摩尔比，分别称取NaCl、Na2CO3、KNO3作为熔盐置 于玛瑙研钵2中，将熔盐在室温下研磨30min，使两种盐料均匀混合；
3)按照1.5:1的质量比，分别称取步骤一所得原料粉体和步骤二所得熔盐 置于玛瑙研钵3中，将混合物在室温下研磨30min中，使原料与熔盐均匀混合；
4)将步骤3混合物置于坩埚中，自室温起，以2℃/min速率升温至200℃， 再以3℃/min速率升温至600℃，然后以5℃/min速率升温至1200℃，于1200℃ 下保温6h，以5℃/min速率冷却至500℃，后随炉冷却至室温；
5)将步骤4所得产物用去离子水反复浸泡、洗涤，用硝酸银检验洗涤清液， 直至完全去除熔盐后，将产物烘干、研磨，即得到NaSr2Nb5O15:xEu3+红色荧光 粉，其中x＝0.025。
参见图3，为本实施例制得的NaSr2Nb5O15:xEu3+荧光粉的CIE图，从图中 可以看出，实施例4所制备的样品在波长为399nm的近紫外光激发下所发射的 红光的色坐标位于(0.6149,0.3462),接近标准红光点，色温达1150k，表明实施例 4所制备的样品在波长为399nm的近紫外光激发下能够发出纯度较高的暖红光， 可以用于白光LED，以提高色温。
实施例5
1)按照2：3.125：0.02的摩尔比，分别称取Sr(NO3)2、Nb2O5、Eu2O3原料 置于玛瑙研钵1中，将原料在室温下研磨30min，使原料混合均匀；
2)按照1：0.25：1的摩尔比，分别称取NaCl、Na2CO3、KNO3作为熔 盐置于玛瑙研钵2中，将熔盐在室温下研磨30min，使两种盐料均匀混合；
3)按照4:1的质量比，分别称取步骤一所得原料粉体和步骤二所得熔盐置 于玛瑙研钵3中，将混合物在室温下研磨30min中，使原料与熔盐均匀混合；
4)将步骤3混合物置于坩埚中，自室温起，以2℃/min速率升温至160℃， 再以3℃/min速率升温至500℃，然后以5℃/min速率升温至900℃，于900℃ 下保温24h，以4℃/min速率冷却至500℃，后随炉冷却至室温；
5)将步骤4所得产物用去离子水反复浸泡、洗涤，用硝酸银检验洗涤清液， 直至完全去除熔盐后，将产物烘干、研磨，即得到NaSr2Nb5O15:xEu3+红色荧光 粉，其中x＝0.025。