[發明專利]小尺寸高亮度磷酸鑭鈰鋱綠色熒光粉的制備方法

無效

• 申請號: 201310268437.9
• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN103351864A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 李永繡;吳燕利;丁龍;陳偉凡
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C09K11/81
• 分類號: C09K11/81
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 夏材祥

技術領域

????本發明屬于稀土發光材料技術領域，具體涉及濕固相機械化學法制備小尺寸、高亮度磷酸鑭鈰鋱綠色熒光粉的方法。

背景技術

LaPO₄:Ce,Tb（LAP）是三基色熒光粉中一類很重要的高效綠色發光材料。目前，其合成途徑主要有以下兩種:?一是干法合成或稱高溫固相化學反應法合成，是在高溫下灼燒(LaCeTb)_xO_y?和(NH₄)₂HPO₄?的混合物，生成(LaCeTb)PO₄；二是濕法合成或稱前驅體高溫煅燒法合成，是將La、Ce、Tb?的氯化物或硝酸鹽溶液直接用H₃PO₄?或(NH₄)₂HPO₄?沉淀，得到(LaCeTb)PO₄前驅體，洗滌干燥或煅燒后再在一定溫度下還原煅燒；第一種方法操作方便,?產量大，但是合成溫度較高，能耗大，對設備、原料要求高，產品顆粒大，必需經過球磨。而球磨又會造成產品熒光性能的下降，因此，難以解決雜相生成和粒度大小控制難等問題；第二種方法看起來簡單,合成溫度也有很大降低，成本低，但實際上由于形成的沉淀顆粒小，過濾難、洗滌氯根不徹底，水消耗量非常大。而且煅燒時易團聚、使產品粒度大且分布不均勻，產品質量不夠穩定；因此，探索一種簡便有效、成本低廉、環境友好的磷酸鑭鈰鋱制備方法具有十分重要的意義。

本發明發展了一種在常溫條件下利用機械外力的作用來促使氯化稀土、硝酸稀土與堿金屬或銨的磷酸鹽之間的化學反應，形成磷酸鑭鈰鋱，再經過較高溫度下的還原煅燒來制備LAP。我們研究了反應條件對LAP形成的影響，并探討了影響顆粒大小和熒光性能的關系。確定了應用該方法制備出性能優越的綠色熒光粉的最佳條件。與高溫固相化學反應法和濕法合成方法合成的LAP相比較，該方法無需溶劑、產物顆粒尺寸較小且均勻，更重要的是通過該方法制備的LAP亮度比目前商用的鋁酸鹽綠粉（CAT）高。因此，本發明可以在溫和、簡便、環境友好的條件下制備出高質量LAP綠色熒光粉，從而為大規模工業生產提供實驗依據。

發明內容

本發明的目的是提供一種合成粒度均勻細小、亮度高的磷酸鑭鈰鋱綠色熒光粉（LAP）的低能耗合成方法，以取代目前常用的濕法共沉淀法和高溫固相化學反應法，達到節能降耗，無污染和低成本目標。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

采用稀土氯化物或硝酸鹽為原料，通過在常溫常壓下與堿金屬或銨的磷酸鹽的機械化學反應來合成磷酸鑭鈰鋱前驅體。該前驅體可以不經過洗滌干燥即可與作為電荷補償劑的Li₂CO₃以及其他一些助熔劑或分散劑混合，在還原氣氛中煅燒后隨爐冷卻，得到熒光粉胚料，再經過后續水洗、分散和干燥，得到所需的熒光粉產品。合成熒光粉的化學組成通式為La_xCe_yTb_1-x-yPO₄，x和y的取值范圍為：X在0.4和0.6之間，x+y＞0.8，最佳值為x=0.58,?y=0.3。其中穩定的稀土磷酸鹽（LaPO₄）為基質，Ce³⁺作為敏化粒子，Tb³⁺作為激活中心。

本發明所述小尺寸高亮度磷酸鑭鈰鋱綠色熒光粉的制備方法步驟如下：

?(1)選取分析純以上的LaCl₃·6H₂O,?CeCl₃.6H₂O,?TbCl₃.6H₂O為原料，按照下列化學組成式La_xCe_yTb_1-x-yPO₄要求的摩爾比準確稱取相應原料；

化學組成通式為La_xCe_yTb_1-x-yPO₄，x和y的取值范圍為：X在0.4和0.6之間，x+y＞0.8，最佳值為x=0.58,?y=0.3。其中穩定的稀土磷酸鹽即LaPO₄為基質，Ce³⁺作為敏化粒子，Tb³⁺作為激活中心；