[發(fā)明專利]稀土磷酸鹽納米熒光粉及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010134816.5
• 申請(qǐng)日: 2010-03-30
• 公開（公告）號(hào): CN101792666A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 關(guān)明云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇技術(shù)師范學(xué)院
• 主分類號(hào): C09K11/74
• 分類號(hào): C09K11/74
• 代理公司: 常州市江海陽光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32214
• 代理人: 翁堅(jiān)剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于稀土發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種稀土磷酸鹽納米熒光粉及其制備方法。

背景技術(shù)

自從20世紀(jì)70年代燈用稀土熒光粉商品化以來，熒光粉的研究進(jìn)入了一個(gè)新的階段。熒光粉的制備是發(fā)光材料研究的基礎(chǔ)，稀土發(fā)光材料因具有豐富多變的熒光特性、發(fā)光的色純度較高、高發(fā)光轉(zhuǎn)換率和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，格外引人注目。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，稀土發(fā)光材料已成為一類重要的功能材料，廣泛應(yīng)用于熒光燈、等離子平板顯示器和X射線成像技術(shù)等領(lǐng)域。

熒光粉的尺寸大小、均勻性及形狀是影響熒光粉發(fā)光強(qiáng)度的非常重要的因素。對(duì)于一種效率高的熒光粉而言，必需具有顆粒小，粒徑分布均勻，無團(tuán)聚等特點(diǎn)。因?yàn)樾☆w粒可以提供更高的堆積密度和更小的粘合劑含量，以及分散性能。

目前產(chǎn)業(yè)界所用的稀土發(fā)光材料主要是各類微米級(jí)的熒光粉。隨著納米技術(shù)的興起，研究者發(fā)現(xiàn)納米熒光粉具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，納米尺寸的熒光粉發(fā)光強(qiáng)度比微米級(jí)的熒光粉要大，納米熒光粉具有高的摻雜濃度以及較長(zhǎng)的熒光壽命，因其顆粒較小，可用于更高分辨率的顯示器，同時(shí)它可改善熒光粉的粘結(jié)流變性，減少熒光粉用量，提高均勻性；解決了實(shí)際應(yīng)用中，由于熒光粉與環(huán)氧樹脂的漿料混合尺寸不均勻?qū)е抡麄€(gè)系統(tǒng)光線不均一，從而影響整個(gè)體系發(fā)光顏色及強(qiáng)度分布等性能的問題。

傳統(tǒng)的合成方法是由原料機(jī)械混合經(jīng)高溫固相反應(yīng)合成，存在很多弊端：反應(yīng)溫度高、產(chǎn)品易結(jié)塊、顆粒均勻性差、產(chǎn)品的粒徑大。例如中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101440284A（專利申請(qǐng)?zhí)?200810220141.9）公開了一種銪激活磷酸鹽紫光發(fā)射熒光粉的制備方法，先用化學(xué)共沉法制備前驅(qū)體，以該熒光粉化學(xué)式中各元素的原子量比例將含鍶化合物、含鎂化合物及含銪化合物用硝酸溶解成溶液和磷酸氫二銨溶液在40～90℃下不斷攪拌連續(xù)共沉淀制備稀土磷酸鹽沉淀物，沉淀結(jié)束后陳化沉淀物、然后對(duì)沉淀混合物過濾、洗滌、干燥后，得到稀土磷酸鹽沉淀物；然后將稀土磷酸鹽沉淀物在還原氣氛下高溫處理，處理溫度為900～1200℃，處理1～5小時(shí)；最后在還原氣氛中降到室溫，將稀土磷酸鹽沉淀物破碎至所需粒度，洗滌烘干得到所需產(chǎn)物。

熱注射法是現(xiàn)在制備單分散油溶性熒光粉納米粒子的一種常用方法，但此方法的缺點(diǎn)是反應(yīng)需在較高溫度下進(jìn)行，需要高沸點(diǎn)熔劑，且所用的反應(yīng)前驅(qū)體通常是價(jià)格昂貴的，毒性很大的有機(jī)金屬化合物，適用范圍較窄，而且其產(chǎn)量較低，不利于轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種制備過程簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，尺寸在納米級(jí)的稀土磷酸鹽納米熒光粉及其制備方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種稀土磷酸鹽納米熒光粉，包括結(jié)構(gòu)式為Bi_(1-y)PO₄:y?M的納米稀土磷酸鹽顆粒，其中M是Eu³⁺或Tb³⁺或Sm³⁺，0.05<y<0.25；當(dāng)M為?Eu³⁺時(shí)，該熒光粉是白色粉末，在低壓汞燈波長(zhǎng)254?nm的紫外線照射下發(fā)出肉眼可見的紅光；當(dāng)M為Tb³⁺時(shí)，該熒光粉是白色粉末，在低壓汞燈波長(zhǎng)254?nm的紫外線照射下發(fā)出肉眼可見的綠光；當(dāng)M為Sm^?3+時(shí)，該熒光粉是白色粉末，在低壓汞燈波長(zhǎng)254?nm的紫外線照射下發(fā)出肉眼可見的淺紅色光。

上述稀土磷酸鹽納米熒光粉還包括吸附在納米稀土磷酸鹽顆粒外的一層油酸根離子，從而使得稀土磷酸鹽納米熒光粉為油溶性稀土磷酸鹽納米熒光粉；納米稀土磷酸鹽顆粒的粒徑為40～80nm；納米稀土磷酸鹽顆粒在形成時(shí)，油酸根離子一端的親水基團(tuán)COO^—被吸附在納米稀土磷酸鹽顆粒的表面，而油酸根離子的另一端的作為親油基團(tuán)的有機(jī)長(zhǎng)鏈則遠(yuǎn)離納米稀土磷酸鹽顆粒表面。

所述熒光粉的制備方法，包括如下步驟：

①配置油酸鈉的乙醇-水溶液，然后轉(zhuǎn)入潔凈的燒杯中；

②制備反應(yīng)前驅(qū)體：將多聚磷酸溶于乙醇中配成澄清溶液，轉(zhuǎn)入步驟①放置油酸鈉的乙醇-水溶液的燒杯中并攪拌得到澄清透明溶液；將摩爾比為3∶1～19∶1的硝酸鉍和硝酸M固體加入上述澄清透明溶液，攪拌得到作為反應(yīng)前驅(qū)體的混合溶液，其中多聚磷酸的摩爾數(shù)是硝酸鉍和上述稀土硝酸鹽的摩爾數(shù)之和的1∕4～1∕2；所述硝酸M為硝酸銪、硝酸鋱或硝酸釤；