本發(fā)明涉及熒光粉及其制備方法，具體涉及一種方片狀鏑摻雜氯氧鉍白光熒光粉及其制備方法。

背景技術(shù)：

近年來，三價(jià)鑭系離子摻雜的無機(jī)化合物在光電設(shè)備、醫(yī)療診斷、激光材料和顯示等眾多領(lǐng)域得到重要的應(yīng)用，尤其是Dy³⁺由于可以吸收紫外光并且可以同時(shí)發(fā)射460～500nm的藍(lán)光和560～600nm的黃光，復(fù)合后可以產(chǎn)生白光，其被廣泛研究。這種發(fā)射光譜源于5d-4f的躍遷并且5d態(tài)容易被晶體場環(huán)境影響，因此可以通過調(diào)整Dy³⁺摻雜熒光粉的黃光和藍(lán)光的強(qiáng)度比來獲得需要的白光。

BiOCl是一種屬于V-VI-VII族的寬禁帶半導(dǎo)體，具有PbFCl型四方相結(jié)構(gòu)，由于獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)和易被稀土離子取代的特點(diǎn)，BiOCl成為有效的發(fā)光基質(zhì)。BiOCl在電池材料、光催化、染料和光電化學(xué)器件等方面具有潛在的應(yīng)用。最近，報(bào)道的Eu³⁺摻雜的BiOCl紅色熒光粉具有壽命長和高的量子效率等優(yōu)點(diǎn)，但是Dy³⁺摻雜的BiOCl的水熱法制備還沒有得到研究。

最近，C.Shivakumara等人報(bào)道了關(guān)于Dy³⁺摻雜的BiOCl的Judde-Ofelt理論分析，其采用了固相法合成，但存在條件要求嚴(yán)格特別是要求具有比較高的合成溫度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種方片狀鏑摻雜氯氧鉍白光熒光粉及其制備方法，采用水熱合成法具有合成溫度低、條件溫和、含氧量小、缺陷不明顯、體系穩(wěn)定、工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，是一種高效的發(fā)光材料合成方法，本發(fā)明的熒光粉通過復(fù)合產(chǎn)生白光，發(fā)光效率高，亮度高，可作為白光LED用熒光粉。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種方片狀鏑摻雜氯氧鉍白光熒光粉的制備方法，包括以下步驟：

1)以Dy₂O₃和Bi₂O₃為原料，按照化學(xué)式BiOCl：xDy³⁺的化學(xué)計(jì)量比進(jìn)行原料稱取，其中x＝0.01～0.11；

2)將稱量好的原料放入燒杯中，向燒杯中逐滴加入濃鹽酸，并且不斷攪拌直至原料完全溶解形成溶液A；

3)向溶液A中滴加氨水溶液，直至溶液中不再產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，停止滴加，得到懸濁液B；

4)對(duì)懸濁液B進(jìn)行過濾得到沉淀物，去除沉淀物中的NH₄Cl后，在60℃～80℃空氣氣氛下于烘箱中干燥，研磨后得到前驅(qū)體；

5)將前驅(qū)體加水配成混合漿料，調(diào)節(jié)混合漿料的pH調(diào)節(jié)為3～6，然后轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯水熱釜內(nèi)襯中，控制水熱釜的填充比為65％～80％后裝釜擰緊，水熱溫度為120℃～180℃，水熱時(shí)間為6h～10h；

6)將步驟5)獲得的水熱后的產(chǎn)物用蒸餾水反復(fù)洗滌，直至洗滌清液呈中性，隨后將沉淀物在烘箱中于60℃～80℃空氣氣氛下烘干，并用研缽研細(xì)，得到本發(fā)明的熒光粉。

步驟2)中濃鹽酸的質(zhì)量濃度為37.5％。

步驟3)中氨水溶液的濃度為28％，滴加速度為逐滴加入，并在滴加過程中不斷攪拌。

步驟4)中采用蒸餾水對(duì)沉淀物進(jìn)行多次洗滌去除NH₄Cl，并用AgNO₃對(duì)洗滌液進(jìn)行檢驗(yàn)，保證沉淀烘干后不含NH₄Cl。

步驟5)中通過滴加濃度為28％的氨水和濃度為0.5mol/L的檸檬酸調(diào)節(jié)混合漿料的pH值。

一種方片狀鏑摻雜氯氧鉍白光熒光粉，其化學(xué)式為BiOCl：xDy³⁺，其中x＝0.01～0.11。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：本發(fā)明提供一種制備高效BiOCl:Dy³⁺熒光粉的方法，即水熱合成法，本發(fā)明具有反應(yīng)溫度低，得到的粉體形貌規(guī)則，呈方片狀，方片邊長為300nm～500nm，厚度為20nm～30nm。該方法制備的熒光粉，激發(fā)光譜的范圍寬，其發(fā)射光譜主峰476nm的藍(lán)光和574nm的黃光，通過復(fù)合產(chǎn)生白光，發(fā)光效率高，亮度高，可作為白光LED用熒光粉。

附圖說明

圖1為實(shí)施例3制備熒光粉的SEM圖。

圖2為實(shí)施例3制備熒光粉的XRD圖。

圖3為實(shí)施例2制備熒光粉的激發(fā)光譜圖。

圖4為實(shí)施例2制備熒光粉的發(fā)射光譜圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述：

實(shí)施例1：

1)按照化學(xué)式BiOCl：xDy³⁺的化學(xué)計(jì)量比分別稱取Bi₂O₃和Dy₂O₃作為原料放入燒杯，其中x＝0.05；再將濃度為37.5％的濃鹽酸逐滴加入燒杯中，并且不斷攪拌，直至將原料剛好完全溶解為止，形成溶液A；

2)向溶液A中滴加濃度為28％的氨水溶液，需要注意的是滴加氨水的速度不宜過快，滴加過程中不斷地?cái)嚢?，直至溶液中剛好不再產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，停止滴加氨水，得到懸濁液B；

3)對(duì)懸濁液B進(jìn)行過濾得到沉淀物，再對(duì)沉淀物進(jìn)行多次洗滌，之后用AgNO₃對(duì)洗滌液進(jìn)行檢驗(yàn)，保證沉淀烘干后不含NH₄Cl，在60℃空氣氣氛下于烘箱中干燥，研磨后得到前驅(qū)體；

4)將前驅(qū)體加水配成混合漿料，通過滴加濃度為28％的氨水和濃度為0.5mol/L的檸檬酸，調(diào)節(jié)混合漿料的pH到4，轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯水熱釜內(nèi)襯中，控制水熱釜的填充比為70％后裝釜擰緊，在120℃下水熱8h；

5)將步驟4)所獲得的水熱后的產(chǎn)物用蒸餾水反復(fù)洗滌，直至洗滌清液呈中性，隨后在烘箱中于70℃空氣氣氛下烘干，并用研缽研細(xì)，得到所需的BiOCl:0.05Dy³⁺熒光粉。

實(shí)施例2：

1)按照化學(xué)式BiOCl：xDy³⁺的化學(xué)計(jì)量比分別稱取Bi₂O₃和Dy₂O₃作為原料放入燒杯，其中x＝0.01；再將濃度為37.5％的濃鹽酸逐滴加入燒杯中，并且不斷攪拌，直至將原料剛好完全溶解為止，形成溶液A；

2)向溶液A中滴加濃度為28％的氨水溶液，需要注意的是滴加氨水的速度不宜過快，滴加過程中不斷地?cái)嚢?，直至溶液中剛好不再產(chǎn)生白色沉淀時(shí)，停止滴加氨水，得到懸濁液B；

3)對(duì)懸濁液B進(jìn)行過濾得到沉淀物，再對(duì)沉淀物進(jìn)行多次洗滌，之后用AgNO₃對(duì)洗滌液進(jìn)行檢驗(yàn)，保證沉淀烘干后不含NH₄Cl，在70℃空氣氣氛下于烘箱中干燥，研磨后得到前驅(qū)體；

4)將前驅(qū)體加水配成混合漿料，通過滴加濃度為28％的氨水和濃度為0.5mol/L的檸檬酸，調(diào)節(jié)混合漿料的pH到6，轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯水熱釜內(nèi)襯中，控制水熱釜的填充比為65％后裝釜擰緊，在180℃下水熱10h；

5)將步驟4)所獲得的水熱后的產(chǎn)物用蒸餾水反復(fù)洗滌，直至洗滌清液呈中性，隨后在烘箱中于60℃空氣氣氛下烘干，并用研缽研細(xì)，得到所需的BiOCl:0.01Dy³⁺熒光粉。

圖3是本實(shí)施例的激發(fā)光譜，在574nm發(fā)射光的探測下，所得主要激發(fā)光波長為389nm，激發(fā)光譜范圍寬。

圖4是本實(shí)施例的發(fā)射光譜，在389nm光的激發(fā)下，最強(qiáng)發(fā)射峰為476nm的藍(lán)光和574nm的黃光，通過復(fù)合可以產(chǎn)生白光，發(fā)光亮度高，可作為一種白光LED用熒光粉。

實(shí)施例3：

1)按照化學(xué)式BiOCl：xDy³⁺的化學(xué)計(jì)量比分別稱取Bi₂O₃和Dy₂O₃作為原料放入燒杯，其中x＝0.09；再將濃度為37.5％的濃鹽酸逐滴加入燒杯中，并且不斷攪拌，直至將原料剛好完全溶解為止，形成溶液A；

2)向溶液A中滴加濃度為28％的氨水溶液，需要注意的是滴加氨水的速度不宜過快，滴加過程中不斷地?cái)嚢瑁敝寥芤褐袆偤貌辉佼a(chǎn)生白色沉淀時(shí)，停止滴加氨水，得到懸濁液B；

3)對(duì)懸濁液B進(jìn)行過濾得到沉淀物，再對(duì)沉淀物進(jìn)行多次洗滌，之后用AgNO₃對(duì)洗滌液進(jìn)行檢驗(yàn)，保證沉淀烘干后不含NH₄Cl，在70℃空氣氣氛下于烘箱中干燥，研磨后得到前驅(qū)體；

4)將前驅(qū)體加水配成混合漿料，通過滴加濃度為28％的氨水和濃度為0.5mol/L的檸檬酸，調(diào)節(jié)混合漿料的pH到4，轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯水熱釜內(nèi)襯中，控制水熱釜的填充比為70％后裝釜擰緊，在120℃下水熱8h；

5)將步驟4)所獲得的水熱后的產(chǎn)物用蒸餾水反復(fù)洗滌，直至洗滌清液呈中性，隨后在烘箱中于70℃空氣氣氛下烘干，并用研缽研細(xì)，得到所需的BiOCl:0.09Dy³⁺熒光粉。

圖1是本實(shí)施例的SEM圖，采用日立-S4800的掃描電鏡，電子加速電壓為3kV，工作距離為8.5mm，放大倍數(shù)為3萬倍。所測樣品形貌粉體形貌規(guī)則，呈方片狀，方片邊長為300nm～500nm，厚度為20nm～30nm。

圖2是本實(shí)施例的XRD圖，橫坐標(biāo)為2θ值，縱坐標(biāo)為相對(duì)強(qiáng)度值，其衍射圖譜對(duì)應(yīng)于BiOCl(JCPDS No.02-0429)的物相圖譜，結(jié)晶性好，物相純度高。

實(shí)施例4：

1)按照化學(xué)式BiOCl：xDy³⁺的化學(xué)計(jì)量比分別稱取Bi₂O₃和Dy₂O₃作為原料放入燒杯，其中x＝0.11；再將濃度為37.5％的濃鹽酸逐滴加入燒杯中，并且不斷攪拌，直至將原料剛好完全溶解為止，形成溶液A；

2)向溶液A中滴加濃度為28％的氨水溶液，需要注意的是滴加氨水的速度不宜過快，滴加過程中不斷地?cái)嚢瑁敝寥芤褐袆偤貌辉佼a(chǎn)生白色沉淀時(shí)，停止滴加氨水，得到懸濁液B；

3)對(duì)懸濁液B進(jìn)行過濾得到沉淀物，再對(duì)沉淀物進(jìn)行多次洗滌，之后用AgNO₃對(duì)洗滌液進(jìn)行檢驗(yàn)，保證沉淀烘干后不含NH₄Cl，在80℃空氣氣氛下于烘箱中干燥，研磨后得到前驅(qū)體；

4)將前驅(qū)體加水配成混合漿料，通過滴加濃度為28％的氨水和濃度為0.5mol/L的檸檬酸，調(diào)節(jié)混合漿料的pH到3，轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯水熱釜內(nèi)襯中，控制水熱釜的填充比為80％后裝釜擰緊，在150℃下水熱6h；

5)將步驟4)所獲得的水熱后的產(chǎn)物用蒸餾水反復(fù)洗滌，直至洗滌清液呈中性，隨后在烘箱中于80℃空氣氣氛下烘干，并用研缽研細(xì)，得到所需的BiOCl:0.11Dy³⁺熒光粉。