技术领域
[0001] 本
发明属于发光材料技术领域,具体涉及一种铝酸盐蓝色荧光粉的制备方法。
背景技术
[0002] 铝酸盐体系是一类重要的发光基质,具有在可见光区透明,且耐热、耐高温、耐腐2+
蚀,化学性能稳定,
发光效率高等特点,尤其是以BAM(BaMgAl10O17:Eu )为代表的六铝酸盐近年来,得到极大的关注。该类荧光材料逐渐被开发应用于低压汞灯、复印机、夜光材料、安全标志、
液晶显示器的背景灯、PDP和白光LED等领域。
[0003] 现在被广泛研究和应用于PDP 和
荧光灯上的BAM,具有
量子效率高、
亮度高、色纯度高等优点。但是BAM的热
稳定性较差,在400-600℃下
烘烤后,会导致发光性能严重地劣化;在
真空紫外线长期辐照下,发
光亮度衰减严重,同时色坐标上移,严重影响荧光产品的发光性能。目前合成荧光粉的方法多采用高温固相反应法、燃烧法和喷雾
热解法。高温固相反应法的
专利如CN1844303A、CN101126024A、CN101230271A,这种方法具有工艺简单、成本低、周期短等优点,但是由此种方法得到的荧光粉合成
温度高、需要球磨
粉碎、物相杂等破坏了荧光粉颗粒晶型,导致荧光粉的发光亮度、发光效率及二次性能都不同程度地下降。燃烧法的专利如CN101280189A、CN1730606A,利用该法制备的荧光粉具有分散性能好、不团聚、粒度分布均匀和节省时间等优点,但是荧光粉颗粒中容易出现空腔,高温
焙烧后易产生坍陷、
破碎而且荧光粉猝灭浓度低导致发光性能低。
[0004] 因此,设计简单易行、低成本的制备方法,并具有优良的
热稳定性和发光性能的新型蓝色荧光粉具有广阔的市场前景。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服
现有技术的不足,提供一种铝酸盐蓝色荧光粉的制备方法。
[0006] 本发明提出的铝酸盐蓝色荧光粉的制备方法,采用化学共沉淀法一次
煅烧工艺合成。该荧光粉在240-390nm范围有较大地吸收,并且其激发
光谱最强峰出现在270nm附近,同时330nm附近也出现较强激发,发射峰位于470nm附近。
[0007] 本发明提出的铝酸盐蓝色荧光粉的制备方法,该方法包括下列步骤:2+
(1)根据化学式Sr1-xMgAl10O17:xEu 中各元素化学计量比,其中0
氧化铕;再分别称取以上药品总质量的1.0wt%~5.0wt%的表面活性剂和以上药品总质量的0wt%~4.0wt%助熔剂;
(2)配制沉淀剂溶液,浓度为1~3mol/L;
(3)将称取的氧化铕用适量的浓酸溶解,加入适量的去离子水后加热至20℃~90℃进行水浴处理;
(4)将称取好的锶盐、铝盐、表面活性剂加入上述溶液,同时搅拌,并分多次加入沉淀剂溶液,调节溶液PH=7.5~8.5,继续搅拌1~4小时,至反应充分进行;
(5)将上述溶液静置或离心沉淀,抽滤,洗涤,烘干,得到蓬松的前驱物;
(6)将上述前驱物和称取好的助熔剂混合均匀;
(7)将上述混合均匀的粉末置于有还原性气氛保护的马弗炉中煅烧,煅烧温度为
900~1400℃,煅烧时间为1~4小时,即得到目标产物。
[0008] 本发明中,步骤(1)中所述锶盐为Sr(NO3)2、SrCO3、SrCl2·6H2O中的一种;所述铝盐为Al(NO3)3·9H2O或AlCl3;所述镁盐为Mg(NO3)2·6H2O、Mg(OH)2·4MgCO3·6H2O或MgCl2·6H2O;所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或PEG-10000;所述助熔剂为H3BO3、MgF2、Li2CO3中的一种或多种。
[0009] 本发明中,步骤(2)中所述沉淀剂为C2H2O4、NH4HCO3、(NH4)2CO3中的一种。
[0010] 本发明中,步骤(3)中所述浓酸为分析纯的
硝酸或
盐酸。
[0011] 本发明中,步骤(7)中所述所述还原性气氛由活性
碳粉燃烧法提供,或使用95%N2/5%H2气体。
[0012] 与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:1、本发明制备出的荧光粉能有效吸收240~390nm范围的激发
波长,适合用作近紫外 (350~410 nm)
辐射的InGaN管芯激发的蓝色荧光粉;
2、本发明制备出的荧光粉结晶性好,且具有良好的发光特性和稳定性;
3、本发明制备出的荧光粉结构疏松,颗粒细小,粒径主要分布在340~400nm之间,无需球磨即可使用;
4、本发明制备出的荧光粉采用一次煅烧工艺,在前驱物
热分解的同时完成掺杂,与传统高温固相法相比较,煅烧温度低、时间短,节省
能源, 且原料廉价易得,工艺简单,易于工业化生产。
[0013] 四、
附图说明图1是本发明所提供的一种铝酸盐蓝色荧光粉的制备工艺
流程图;
图2是SrMgAl10O17的简易
晶体结构;
2+
图3是蓝色荧光粉Sr0.9MgAl10O17:0.1Eu 的
X射线衍射图谱;
2+
图4是蓝色荧光粉Sr0.9MgAl10O17:0.1Eu 监控波长为470nm的激发光谱;
2+
图5是蓝色荧光粉Sr0.9MgAl10O17:0.1Eu 激发波长为330nm的发射光谱。
[0014] 五、具体实施方式
实施例1
2+
按化学式Sr0.98MgAl10O17:0.02Eu 分别称取Sr(NO3)2(A.R.)0.98mol、Al(NO3)3·9H2O(A.R.) 10mol、Mg(NO3)2·6H2O(A.R.)1mol、Eu2O3(99.99%)0.01mol;再称取以上药品总质量
1.0wt%的表面活性剂PEG-10000;配制沉淀剂NH4HCO3溶液,浓度为1mol/L;将称取的Eu2O3用适量的硝酸溶解,加入适量的去离子水后加热至25℃进行水浴处理;向上述溶液中加入Sr(NO3)2、Al(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O、PEG-10000,同时搅拌,并分多次加入沉淀剂溶液,调节PH=7.5,继续搅拌4小时;静置,抽滤,洗涤,烘干,得到蓬松的前驱物;再将前驱物置于
95%N2/5%H2还原性气氛保护的马弗炉中煅烧,煅烧温度为1400℃,煅烧时间为1小时,即得到目标产物。
[0015] 实施例22+
按化学式Sr0.97MgAl10O17:0.03Eu 分别称取SrCO3(A.R.)0.97mol、Al(NO3)3·9H2O(A.R.) 10mol、Mg(OH)2·4MgCO3·6H2O (A.R.)0.2mol、Eu2O3(99.99%)0.015mol;再分别称取以上药品总质量2.0wt%的表面活性剂PEG-10000和以上药品总质量0.5wt%的助熔剂MgF2;配制沉淀剂(NH4)2CO3溶液,浓度为2mol/L;将称取的Eu2O3用适量的硝酸溶解,加入适量的去离子水后加热至45℃进行水浴处理;向上述溶液中加入SrCO3、Al(NO3)3·9H2O、Mg(OH)2·4MgCO3·6H2O、PEG-10000,同时搅拌,并分多次加入沉淀剂溶液,调节PH=7.8,继续搅拌3小时;静置,抽滤,洗涤,烘干,得到蓬松的前驱物;将前驱物和称取好的助熔剂混合均匀后,置于95%N2/5%H2还原性气氛保护的马弗炉中煅烧,煅烧温度为1300℃,煅烧时间为
2小时,即得到目标产物。
[0016] 实施例32+
按化学式Sr0.96MgAl10O17:0.04Eu 分别称取SrCO3 (A.R.)0.96mol、Al(NO3)3·9H2O(A.R.) 10mol、Mg(OH)2·4MgCO3·6H2O(A.R.)0.2mol、Eu2O3(99.99%)0.02mol;再分别称取以上药品总质量3.0wt%的表面活性剂PEG-10000和以上药品总质量1.0wt%的助熔剂Li2CO3;配制沉淀剂C2H2O4溶液,浓度为3mol/L;将称取的Eu2O3用适量的硝酸溶解,加入适量的去离子水后加热至65℃进行水浴处理;向上述溶液中加入SrCO3、Al(NO3)3·9H2O、Mg(OH)2·4MgCO3·6H2O、PEG-10000,同时搅拌,并分多次加入沉淀剂溶液,调节PH=8.5,继续搅拌3小时;静置,抽滤,洗涤,烘干,得到蓬松的前驱物;将前驱物和称取好的助熔剂混合均匀后,置于由活性碳粉燃烧提供的还原性气氛保护的马弗炉中煅烧,煅烧温度为1300℃,煅烧时间为2小时,即得到目标产物。
[0017] 实施例42+
按化学式Sr0.95MgAl10O17:0.05Eu 分别称取SrCO3 (A.R.)0.95mol、Al(NO3)3·9H2O(A.R.) 10mol、Mg(OH)2·4MgCO3·6H2O (A.R.)0.2mol、Eu2O3(99.99%)0.025mol;再分别称取以上药品总质量4.0wt%的表面活性剂PEG-10000和以上药品总质量2.0wt%的混合助熔剂H3BO3和MgF2(混合质量比为1:1);配制沉淀剂(NH4)2CO3溶液,浓度为1mol/L;将称取的Eu2O3用适量的硝酸溶解,加入适量的去离子水后加热至85℃进行水浴处理;向上述溶液中加入SrCO3、Al(NO3)3·9H2O、Mg(OH)2·4MgCO3·6H2O、PEG-10000,同时搅拌,并分多次加入沉淀剂溶液,调节PH=8.5,继续搅拌1小时;静置,抽滤,洗涤,烘干,得到蓬松的前驱物;将前驱物和称取好的助熔剂混合均匀后,置于由活性碳粉燃烧提供还原性气氛保护的马弗炉中煅烧,煅烧温度为1200℃,煅烧时间为2小时,即得到目标产物。
[0018] 实施例52+
按化学式Sr0.94MgAl10O17:0.06Eu 分别称取SrCl2·6H2O(A.R.)0.94mol、AlCl3 (A.R.)
10mol、MgCl2·6H2O(A.R.)1mol、Eu2O3(99.99%)0.03mol;再分别称取以上药品总质量5.0wt%的表面活性剂PEG-10000和以上药品总质量2.5wt%的混合助熔剂H3BO3和Li2CO3(混合质量比为1:1);配制沉淀剂NH4HCO3溶液,浓度为2mol/L;将称取的Eu2O3用适量的盐酸溶解,加入适量的去离子水后加热至25℃进行水浴处理;向上述溶液中加入SrCl2·6H2O、AlCl3、MgCl2·6H2O、PEG-10000,同时搅拌,并分多次加入沉淀剂溶液,调节PH=7.8,继续搅拌4小时;静置,抽滤,洗涤,烘干,得到蓬松的前驱物;将前驱物和称取好的助熔剂混合均匀后,再置于由活性碳粉燃烧提供的还原性气氛保护的马弗炉中煅烧,煅烧温度为1200℃,煅烧时间为2小时,即得到目标产物。
[0019] 实施例62+
按化学式Sr0.92MgAl10O17:0.08Eu 分别称取SrCO3 (A.R.)0.92mol、AlCl3(A.R.)10mol、Mg(OH)2·4MgCO3·6H2O(A.R.)0.2mol、Eu2O3(99.99%)0.04mol;再分别称取以上药品总质量
1.0wt%的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和以上总药品质量3.0wt%的助熔剂H3BO3;配制沉淀剂(NH4)2CO3溶液,浓度为3mol/L;将称取的Eu2O3用适量的盐酸溶解,加入适量的去离子水后加热至45℃进行水浴处理;向上述溶液中加入SrCO3、AlCl3、Mg(OH)2·4MgCO3·6H2O、十二烷基苯磺酸钠,同时搅拌,并分多次加入沉淀剂溶液,调节PH=7.5,继续搅拌3小时;静置,抽滤,洗涤,烘干,得到蓬松的前驱物;将前驱物和称取好的助熔剂混合均匀后,再置于
95%N2/5%H2还原性气氛保护的马弗炉中煅烧,煅烧温度为1100℃,煅烧时间为3小时,即得到目标产物。
[0020] 实施例72+
按化学式Sr0.9MgAl10O17:0.1Eu 分别称取SrCO3 (A.R.)0.9mol、AlCl3(A.R.) 10mol、Mg(OH)2·4MgCO3·6H2O (A.R.)0.2mol、Eu2O3(99.99%)0.05mol;再分别称取以上药品总质量2.0wt%的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和以上药品总质量3.5wt%的助熔剂MgF2;配制沉淀剂NH4HCO3溶液,浓度为3mol/L;将称取的Eu2O3用适量的盐酸溶解,加入适量的去离子水后加热至65℃进行水浴处理;向上述溶液中加入SrCO3、AlCl3、Mg(OH)2·4MgCO3·6H2O、十二烷基苯磺酸钠,同时搅拌,并分多次加入沉淀剂溶液,调节PH=8.5,继续搅拌3小时;静置,抽滤,洗涤,烘干,得到蓬松的前驱物;将前驱物和称取好的助熔剂混合均匀后,再置于
95%N2/5%H2还原性气氛保护的马弗炉中煅烧,煅烧温度为1000℃,煅烧时间为3小时,即得到目标产物。
[0021] 实施例82+
按化学式Sr0.88MgAl10O17:0.12Eu 分别称取SrCO3(A.R.)0.88mol、AlCl3(A.R.) 10mol、Mg(OH)2·4MgCO3·6H2O(A.R.)0.2mol、Eu2O3(99.99%)0.06mol;再分别称取以上药品总质量
3.0wt%的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和以上药品总质量4.0wt%的助熔剂Li2CO3;配制沉淀剂C2H2O4溶液,浓度为3mol/L;将称取的Eu2O3用适量的盐酸溶解,加入适量的去离子水后加热至25℃进行水浴处理;向上述溶液中加入SrCO3、AlCl3、Mg(OH)2·4MgCO3·6H2O、十二烷基苯磺酸钠,同时搅拌,并分多次加入沉淀剂溶液,调节PH=8.5,继续搅拌4小时;静置,抽滤,洗涤,烘干,得到蓬松的前驱物;将前驱物和称取好的助熔剂混合均匀后,再置于
95%N2/5%H2还原性气氛保护的马弗炉中煅烧,煅烧温度为900℃,煅烧时间为4小时,即得到目标产物。
[0022] 实施例92+
按化学式Sr0.86MgAl10O17:0.14Eu 分别称取Sr(NO3)2(A.R.)0.86mol、Al(NO3)3·9H2O(A.R.) 10mol、Mg(NO3)2·6H2O(A.R.)1mol、Eu2O3(99.99%)0.07mol;再分别称取以上药品总质量4.0wt%的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和以上药品总质量2.0wt%的混合助熔剂H3BO3和Li2CO3(混合质量比为1:1);配制沉淀剂C2H2O4溶液,浓度为2mol/L;将称取的Eu2O3用适量的硝酸溶解,加入适量的去离子水后加热至45℃进行水浴处理;向上述溶液中加入Sr(NO3)2、Al(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O、十二烷基苯磺酸钠,同时搅拌,并分多次加入沉淀剂溶液,调节PH=7.5,继续搅拌3小时;静置,抽滤,洗涤,烘干,得到蓬松的前驱物;将前驱物和称取好的助熔剂混合均匀后,再置于95%N2/5%H2还原性气氛保护的马弗炉中煅烧,煅烧温度为1200℃,煅烧时间为2小时,即得到目标产物。
[0023] 实施例102+
按化学式Sr0.84MgAl10O17:0.16Eu 分别称取SrCl2·6H2O (A.R.)0.84mol、AlCl3(A.R.)
10mol、MgCl2·6H2O(A.R.)1mol、Eu2O3(99.99%)0.08mol;再分别称取以上药品总质量5.0wt%的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和以上药品总质量2.0wt%的混合助熔剂H3BO3和MgF2(混合质量比为1:1);配制沉淀剂NH4HCO3溶液,浓度为2mol/L;将称取的Eu2O3用适量的盐酸溶解,加入适量的去离子水后加热至65℃进行水浴处理;向上述溶液中加入SrCl2·6H2O、AlCl3、MgCl2·6H2O、十二烷基苯磺酸钠,同时搅拌,并分多次加入沉淀剂溶液,调节PH=7.8,继续搅拌2小时;静置,抽滤,洗涤,烘干,得到蓬松的前驱物;将前驱物和称取好的助熔剂混合均匀后,再置于由活性碳粉燃烧提供的还原性气氛保护的马弗炉中煅烧,煅烧温度为
1200℃,煅烧时间为2小时,即得到目标产物。