CN101376808A - 红色长余辉发光粉体La2O2S:Sm的合成方法 - Google Patents

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杜平凡
金达莱
席珍强
王龙成
陈建军
高林辉
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Abstract

本发明公开了一种红色长余辉发光粉体La2O2S:Sm的合成方法。按摩尔比1∶1∶2称取La2O3、Na2CO3和S;加入Sm2O3作为激活剂,加入量为La2O3摩尔数的2%~8%;并添加十二烷基硫酸钠作为表面改性剂,加入量为La2O3摩尔数的5%~20%;在研钵中充分研混均匀,装入小刚玉坩埚,压实加盖后放入大坩埚,两个坩埚的间隙中填充碳粒;将坩埚置于微波炉中加热20~40min,冷却后取出即得样品。微波法能够快速合成纯度高、结晶好、粒度均匀的La2O2S:Sm发光粉体,并且十二烷基硫酸钠的加入能降低颗粒的团聚和长大,可得到粒径较小的发光粉体,有效提高了粉体的发光强度。

Description

红色长余辉发光粉体La2O2S:Sm的合成方法
技术领域
本发明涉及无机粉末材料合成技术,特别是涉及一种红色长余辉发光粉体La2O2S:Sm的合成方法。
背景技术
红色长余辉荧光粉La2O2S:Sm作为一种新型的发光材料,具有良好的稳定性,可在夜间照明、夜路标识、通道警示、工艺美术、室内装潢等诸多领域得到广泛的应用,具有重要的经济效益和社会价值。
目前,对红色长余辉荧光粉的研究主要集中在开发新种类、寻求新方法和增强粉体的分散性等方面。发光粉末的合成通常采用传统的高温固相法。固相法的缺点在于合成温度高,时间长,对设备要求高;粒径分布不均匀,难以获得球形颗粒,需粉碎减小粒径,从而使发光体的形貌不完整,晶形遭到破坏,导致发光性能下降。因此寻求新的合成途径已成为红色长余辉荧光材料研究的热门课题。
此外,粉体的分散性对其发光性能有重要影响。一般而言,分散性好的粉体,其发光强度也较好。因此改善粉体的分散性也是提高粉体整体性能的重要方面。
发明内容
本发明的目的在于提供一种红色长余辉发光粉体La2O2S:Sm的合成方法。该方法以La2O3、Na2CO3、S和Sm2O3为原料,采用微波炉为设备快速合成了La2O2S:Sm粉体。并添加阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠为表面改性剂,以此增加粉体的分散性,提高其发光性能。
本发明采用的技术方案是:
以稀土氧化物La2O3、助熔剂Na2CO3、硫化剂S为原料,三者摩尔比为1:1:2;以Sm2O3作为掺入的激活剂,加入量为La2O3摩尔数的2%~8%;并添加十二烷基硫酸钠作为表面改性剂,加入量为La2O3摩尔数的5%~20%;按比例称取上述原料,在研钵中充分研混均匀,装入小刚玉坩埚,压实加盖后放入大坩埚;因原料本身不能很好地吸收微波,所以在双坩埚的间隙填充碳粒作为微波吸收剂;将坩埚置于微波炉中微波加热20~40min,冷却后取出即得红色长余辉发光粉体La2O2S:Sm。
本发明具有的有益效果是:
1.合成速度快。微波法与传统加热方法相比,被加热物质是内部整体同时发热,升温速度较快,从而显著缩短加热时间。所以,微波合成可以有效节省能源。
2.改进了合成材料的结构与性能。由于微波加热速度快,避免了材料合成过程中晶粒的异常长大,能够在短时间内合成纯度高、粒径细、粒度分布均匀的La2O2S:Sm粉体材料。
3.为解决粉体的团聚和分散问题提供了一种简单、实用的方法。
表面活性剂分子可吸附包裹在初始形成的晶粒表面,一方面阻止了粒子之间的相互结合团聚,另一方面可减缓、控制粒子的生长,最终可得到颗粒较小、分散性好的粉体,其发光性能也得到一定程度的增强。
附图说明
图1是实施例1合成的红色长余辉发光粉体La2O2S:Sm的XRD谱图。
图2是未添加SDS的La2O2S:Sm粉体和实施例1、2、3合成的La2O2S:Sm粉体的发射光谱图。
具体实施方式
本发明选用纯度均为分析纯的La2O3、Na2CO3、S、和Sm2O3为合成La2O2S:Sm发光粉体的原料。表面改性剂为十二烷基硫酸钠(C12H25NaO4S,SDS)。合成方式为微波合成,微波炉型号为Panasonic NN-GD587S。
实施例1:
称取1.629g(0.005mol)La2O3、0.530g(0.005mol)Na2CO3和0.320g(0.010mol)S,三者摩尔量之比为1:1:2,加入摩尔数为La2O3用量5%(0.087g)的Sm2O3作为激活剂;并添加十二烷基硫酸钠作为表面改性剂,加入量为La2O3摩尔数的5%(0.072g)。将上述原料在研钵中充分研混均匀,装入小刚玉坩埚,压实加盖后放入大坩埚,在两个坩埚的间隙中填充碳粒作为微波吸收剂;将坩埚置于微波炉中,频率为2.45GHz,调节功率为低档,时间20min,冷却后取出合成产物。
实施例2:
称取3.258g(0.010mol)La2O3、1.060g(0.010mol)Na2CO3和0.640g(0.020mol)S,三者摩尔量之比为1:1:2,加入摩尔数为La2O3用量2%(0.070g)的Sm2O3作为激活剂;并添加十二烷基硫酸钠作为表面改性剂,加入量为La2O3摩尔数的10%(0.288g)。将上述原料在研钵中充分研混均匀,装入小刚玉坩埚,压实加盖后放入大坩埚,在两个坩埚的间隙中填充碳粒作为微波吸收剂;将坩埚置于微波炉中,频率为2.45GHz,调节功率为中档,时间30min,冷却后取出合成产物。
实施例3:
称取4.887g(0.015mol)La2O3、1.590g(0.015mol)Na2CO3和0.960g(0.030mol)S,三者摩尔量之比为1:1:2,加入摩尔数为La2O3用量8%(0.419g)的Sm2O3作为激活剂;并添加十二烷基硫酸钠作为表面改性剂,加入量为La2O3摩尔数的20%(0.865g)。将上述原料在研钵中充分研混均匀,装入小刚玉坩埚,压实加盖后放入大坩埚,在两个坩埚的间隙中填充碳粒作为微波吸收剂;将坩埚置于微波炉中,频率为2.45GHz,调节功率为中高档,时间40min,冷却后取出合成产物。
图1是实施例1合成的红色长余辉发光粉体La2O2S:Sm的XRD谱图。晶体结构与基质La2O2S相同,与PDF标准谱图27-0263相吻合。
图2是未添加SDS的La2O2S:Sm粉体和实施例1、2、3合成的La2O2S:Sm粉体的发射光谱图。由图2可见,添加十二烷基硫酸钠使粉体的发光强度增强,当加入量为10%时的效果最佳。

Claims (1)

1、一种红色长余辉发光粉体La2O2S:Sm的合成方法,其特征在于:以稀土氧化物La2O3、助熔剂Na2CO3、硫化剂S为原料,三者摩尔比为1:1:2;以Sm2O3作为掺入的激活剂,加入量为La2O3摩尔数的2%~8%;并添加十二烷基硫酸钠作为表面改性剂,加入量为La2O3摩尔数的5%~20%;按比例称取上述原料,在研钵中充分研混均匀,装入小刚玉坩埚,压实加盖后放入大坩埚;因原料本身不能很好地吸收微波,所以在双坩埚的间隙填充碳粒作为微波吸收剂;将坩埚置于微波炉中微波加热20~40min,冷却后取出即得红色长余辉发光粉体La2O2S:Sm。
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