CN105238400A - 一种新型单分散球形稀土氧化物荧光粉及其制备方法 - Google Patents

一种新型单分散球形稀土氧化物荧光粉及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105238400A
CN105238400A CN201510805818.5A CN201510805818A CN105238400A CN 105238400 A CN105238400 A CN 105238400A CN 201510805818 A CN201510805818 A CN 201510805818A CN 105238400 A CN105238400 A CN 105238400A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluorescent material
fluorescent powder
earth oxide
preparation
rare
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510805818.5A
Other languages
English (en)
Inventor
李金凯
侯青月
刘宗明
滕鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Jinan
Original Assignee
University of Jinan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Jinan filed Critical University of Jinan
Priority to CN201510805818.5A priority Critical patent/CN105238400A/zh
Publication of CN105238400A publication Critical patent/CN105238400A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明提供一种球形度高、分散性良好的氧化物荧光粉，其化学式为(Gd1-<i>x</i>Dy<i>x</i>)2O3，其中x=0~0.1。该系荧光粉以稀土硝酸盐为母盐，尿素为沉淀剂，通过均匀沉淀技术合成前驱体，然后经高温煅烧后获得。本发明所制备的荧光粉颗粒具有极高的球形度和优良的分散性；具有优异的蓝光和黄光发射，且存在Gd3+→Dy3+间的能量传递效应，显著提高Dy3+的发光强度，以期在照明及显示领域获得广泛应用。

Description

一种新型单分散球形稀土氧化物荧光粉及其制备方法
技术领域
本发明属于稀土荧光材料领域，具体涉及一种新型单分散球形稀土氧化物荧光粉及其制备方法。
背景技术
稀土氧化物发光材料具有优异的物理化学性能，在无机发光材料领域占据重要地位。
大部分稀土氧化物荧光材料的基质主要集中在Y2O3、Gd2O3及(Y，Gd)2O3体系，这主要是由于在稀土离子中，Y3+离子无4f层电子，Gd3+离子的4f亚层为半充满，该类离子具有密闭的壳层，因而拥有较好的光化学稳定性，满足作为基质材料的要求。
目前，Eu3+离子掺杂的稀土氧化物发光材料为主要的红色荧光粉，对其研究较多，在该类材料中掺入Tb3+离子或Gd3+离子会增强其发光强度，提高荧光效率。
三价镝离子(Dy3+)在可见光范围有两个主发射带，受激发产生较强的蓝光和黄光发射，分别对应于Dy3+的4F9/2→6H15/2(484nm附近)和4F9/2→6H13/2(575nm附近)跃迁，而关于Dy3+掺杂的氧化物荧光粉的研究相对较少。本发明开发的(Gd1-x Dy x )2O3系荧光粉具有球形度高、分散性良好，且Gd3+→Dy3+间的能量传递效应显著提高Dy3+的发光强度等优点，以期在照明及显示领域获得广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种球形度高、分散性良好的稀土氧化物荧光粉及制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
（1）根据该荧光粉的化学式组成，按照化学计量配比称取试剂，所述试剂包括Gd2O3(纯度99.99%)，Dy2O3(纯度99.99%)，尿素（CO(NH2)2·12H2O，>99%）和浓硝酸（HNO3，分析纯）等；
（2）将步骤（1）中的粉状RE2O3（RE=Gd和Dy）溶于热硝酸配制成0.5mol/L的Gd(NO3)3和0.1mol/L的Dy(NO3)3稀土硝酸盐溶液；
（3）将步骤（2）获得的稀土硝酸盐溶液按照一定的摩尔比混合配制成母盐溶液，向其中加入沉淀剂尿素（尿素加入量为稀土阳离子RE3+浓度的40倍），加入去离子水得到500mL待反应溶液；
（4）将步骤（3）中制备的溶液移入恒温水浴加热搅拌，使其均匀沉淀，所得产物经多次离心分离、洗涤，最后在80℃烘干得到该系荧光粉的白色前驱体粉末；
（5）将步骤（4）中所得白色前驱体经过高温煅烧，获得该系荧光粉。
步骤（4）中所述的加热温度控制为90±1℃，保温时间为2h，烘干时间为6h。
步骤（5）中所述煅烧时的加热速率为5℃/min，煅烧时间为4h。
本发明所制备的荧光粉，具有如下优点：
（1）本发明所制备的荧光粉颗粒具有良好的分散性和球形度，易于自组装，有效提高其发光效率，非常有利于该荧光粉的涂敷应用；
（2）该系荧光粉在276nm光激发下，呈现优异的蓝光和黄光发射，其荧光淬灭浓度为x=0.02；
（3）存在Gd3+→Dy3+间的能量传递效应，显著提高了Dy3+的发光强度。
附图说明
图1是(Gd1-x Dy x )2O3系列荧光粉前驱体的FE-SEM形貌图。
图2是经1000℃煅烧所得(Gd1-x Dy x )2O3系列荧光粉的XRD曲线。
图3是经1000℃煅烧所得(Gd1-x Dy x )2O3系列荧光粉的FE-SEM形貌图。
图4为经1000℃煅烧所得(Gd1-x Dy x )2O3系列荧光粉的发射光谱，内嵌图为577nm荧光强度随Dy3+含量的变化。
具体实施方式
下面结合实施例和附图，对本发明进行详细阐述。
实施例1
根据荧光粉的化学式(Gd1-x Dy x )2O3，取x=0.01，即(Gd0.99Dy0.01)2O3。本发明实验所需试剂包括Gd2O3(纯度99.99%)，Dy2O3(纯度99.99%)，尿素（CO(NH2)2·12H2O，>99%）和浓硝酸（HNO3，分析纯）等；按照化学计量比准确称取粉状Gd2O3和Dy2O3溶于热硝酸分别配制成0.5mol/L和0.1mol/L的稀土硝酸盐溶液；根据化学式，量取Gd(NO3)3溶液14.85mL，Dy(NO3)3溶液0.75mL，称取尿素18.018g（尿素浓度为稀土阳离子RE3+浓度的40倍）；将以上试剂混合并加入去离子水，配制为500mL的混合溶液；然后，将该溶液移入恒温水浴加热搅拌，首先在25℃保温1h，然后在1h内升温至90℃，在90±1℃保温2h至反应结束；溶液取出后迅速冷却至30℃以下，经多次离心、洗涤后在鼓风干燥箱内80℃烘干6h，得到该系荧光粉前驱体粉末；将此前驱体经过高温煅烧即可获得该系荧光粉，煅烧过程中升温速率为5℃/min，保温时间为4h。
实施例2
根据荧光粉的化学式(Gd1-x Dy x )2O3，取x=0.02，即(Gd0.98Dy0.02)2O3。本发明实验所需试剂包括Gd2O3(纯度99.99%)，Dy2O3(纯度99.99%)，尿素（CO(NH2)2·12H2O，>99%）和浓硝酸（HNO3，分析纯）等；按照化学计量比准确称取粉状Gd2O3和Dy2O3溶于热硝酸分别配制成0.5mol/L和0.1mol/L的稀土硝酸盐溶液；根据化学式，量取Gd(NO3)3溶液14.7mL，Dy(NO3)3溶液1.5mL，称取尿素18.018g（尿素浓度为稀土阳离子RE3+浓度的40倍）；将以上试剂混合并加入去离子水，配置为500mL的混合溶液；然后，将该溶液移入恒温水浴加热搅拌，首先在25℃保温1h，然后在1h内升温至90℃，在90±1℃保温2h至反应结束；溶液取出后迅速冷却至30℃以下，经多次离心、洗涤后在鼓风干燥箱内80℃烘干6h，得到该系荧光粉前驱体粉末；将此前驱体经过高温煅烧即可获得该系荧光粉，煅烧过程中升温速率为5℃/min，保温时间为4h。
实施例3
根据荧光粉的化学式(Gd1-x Dy x )2O3，取x=0.05，即(Gd0.95Dy0.05)2O3。本发明实验所需试剂包括Gd2O3(纯度99.99%)，Dy2O3(纯度99.99%)，尿素（CO(NH2)2·12H2O，>99%）和浓硝酸（HNO3，分析纯）等；按照化学计量比准确称取粉状Gd2O3和Dy2O3溶于热硝酸分别配制成0.5mol/L和0.1mol/L的稀土硝酸盐溶液；根据化学式，量取Gd(NO3)3溶液14.25mL，Dy(NO3)3溶液3.75mL，称取尿素18.018g（尿素浓度为稀土阳离子RE3+浓度的40倍）；将以上试剂混合并加入去离子水，配置为500mL的混合溶液；然后，将该溶液移入恒温水浴加热搅拌，首先在25℃保温1h，然后在1h内升温至90℃，在90±1℃保温2h至反应结束；溶液取出后迅速冷却至30℃以下，经多次离心、洗涤后在鼓风干燥箱内80℃烘干6h，得到该系荧光粉前驱体粉末；将此前驱体经过高温煅烧即可获得该系荧光粉，煅烧过程中升温速率为5℃/min，保温时间为4h。
实施例4
根据荧光粉的化学式(Gd1-x Dy x )2O3，取x=0.1，即(Gd0.9Dy0.1)2O3。本发明实验所需试剂包括Gd2O3(纯度99.99%)，Dy2O3(纯度99.99%)，尿素（CO(NH2)2·12H2O，>99%）和浓硝酸（HNO3，分析纯）等；按照化学计量比准确称取粉状Gd2O3和Dy2O3溶于热硝酸分别配制成0.5mol/L和0.1mol/L的稀土硝酸盐溶液；根据化学式，量取Gd(NO3)3溶液13.5mL，Dy(NO3)3溶液7.5mL，称取尿素18.018g（尿素浓度为稀土阳离子RE3+浓度的40倍）；将以上试剂混合并加入去离子水，配置为500mL的混合溶液；然后，将该溶液移入恒温水浴加热搅拌，首先在25℃保温1h，然后在1h内升温至90℃，在90±1℃保温2h至反应结束；溶液取出后迅速冷却至30℃以下，经多次离心、洗涤后在鼓风干燥箱内80℃烘干6h，得到该系荧光粉前驱体粉末；将此前驱体经过高温煅烧即可获得该系荧光粉，煅烧过程中升温速率为5℃/min，保温时间为4h。
图1是由本方法制备的(Gd1-x Dy x )2O3系列荧光粉前驱体的FE-SEM形貌图，(a)x=0.01，(b)x=0.02，(c)x=0.05，(d)x=0.1。从图1中可以看出Dy3+的添加及含量对材料前驱体的形貌及尺寸均未产生显著影响；所有前驱体均呈现优异的单分散球形形貌，说明本发明采用的均匀沉淀技术具有良好的可行性。
图2是经1000℃煅烧所得(Gd1-x Dy x )2O3系列荧光粉的XRD曲线，其中S1(x=0)，S2(x=0.01)，S3(x=0.02)，S4(x=0.03)，S5(x=0.05)，S6(x=0.075)，S7(x=0.10)。从图2中可以看出在该煅烧温度下，产物均为稀土氧化物纯相。
图3是经1000℃煅烧所得(Gd1-x Dy x )2O3系列荧光粉的FE-SEM形貌图，(a)x=0.01，(b)x=0.02，(c)x=0.05，(d)x=0.1。从图3中可以看出，即使煅烧温度高达1000℃，煅烧产物仍然保持前驱体的单分散球形形貌。
图4为经1000℃煅烧所得(Gd1-x Dy x )2O3系列荧光粉的发射光谱（其中x=0.02），内嵌图为577nm荧光强度随Dy3+含量的变化。在276nm激发下，发射光谱包含两个主要发射峰：位于489nm处的蓝光发射和位于577nm处的黄光发射，分别对应于Dy3+的4F9/2→6H15/2跃迁和4F9/2→6H13/2跃迁；Dy3+含量变化未对样品发射光谱的形状和位置产生显著影响；(Gd1-x Dy x )2O3体系的荧光猝灭浓度为2.0at%（x=0.02）。

Claims (6)

1.一种新型单分散球形稀土氧化物荧光粉，其特征在于：该系荧光粉球形度高、分散性好，化学式为(Gd1-x Dy x )2O3（其中x=0~0.1）。
2.根据权利要求1所述的一种新型单分散球形稀土氧化物荧光粉，其特征在于：该系荧光粉在276nm激发下呈现优异的蓝光和黄光发射（对应于Dy3+的4F9/2→6H15/2跃迁和4F9/2→6H13/2跃迁），其荧光淬灭浓度为x=0.02。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型单分散球形稀土氧化物荧光粉，其特征在于：该系荧光粉的荧光寿命随着Dy含量及煅烧温度的增加而缩短，且煅烧温度增加可显著改善其荧光性能。
4.如权利要求1所述的一种新型单分散球形稀土氧化物荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）根据该荧光粉的化学式组成，按照化学计量配比称取试剂，所述试剂包括Gd2O3(纯度99.99%)，Dy2O3(纯度99.99%)，尿素（CO(NH2)2·12H2O，>99%）和浓硝酸（HNO3，分析纯）等；
（2）将步骤（1）中的粉状稀土氧化物RE2O3（RE=Gd，Dy）溶于热硝酸配制成稀土硝酸盐溶液；
（3）将步骤（2）中获得的稀土硝酸盐溶液与适量沉淀剂尿素混合，将混合溶液移入恒温水浴加热搅拌，所得产物经离心分离、洗涤、烘干得到该系荧光粉的白色前驱体粉末；
（4）将步骤（3）中所得白色前驱体经过高温煅烧获得该系荧光粉。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中加热温度控制为90±1℃，保温时间为2h。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中加热速率为5℃/min。
CN201510805818.5A 2015-11-20 2015-11-20 一种新型单分散球形稀土氧化物荧光粉及其制备方法 Pending CN105238400A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510805818.5A CN105238400A (zh) 2015-11-20 2015-11-20 一种新型单分散球形稀土氧化物荧光粉及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510805818.5A CN105238400A (zh) 2015-11-20 2015-11-20 一种新型单分散球形稀土氧化物荧光粉及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105238400A true CN105238400A (zh) 2016-01-13

Family

ID=55036230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510805818.5A Pending CN105238400A (zh) 2015-11-20 2015-11-20 一种新型单分散球形稀土氧化物荧光粉及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105238400A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107326690A (zh) * 2017-07-20 2017-11-07 浙江工业职业技术学院 一种黄色警示性服装面料的制备方法
CN107503159A (zh) * 2017-07-20 2017-12-22 浙江工业职业技术学院 一种桔红色警示性服装面料的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101270283A (zh) * 2008-04-30 2008-09-24 中国计量学院 氧化钆镥荧光粉及其制备方法
CN104804737A (zh) * 2015-04-27 2015-07-29 重庆文理学院 一种Gd2O3:Dy3+纳米颗粒的合成方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101270283A (zh) * 2008-04-30 2008-09-24 中国计量学院 氧化钆镥荧光粉及其制备方法
CN104804737A (zh) * 2015-04-27 2015-07-29 重庆文理学院 一种Gd2O3:Dy3+纳米颗粒的合成方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BEDEKAR, VINILA等: "White Light Emission from Spin Coated Gd2O3:Dy Nano Phosphors Synthesized Using Polyol Technique", 《JOURNAL OF NANOSCIENCE AND NANOTECHNOLOGY》 *
DUTTA, DIMPLE P.等: "White Light Emission from Microwave Synthesized Spin Coated Gd2O3:Dy:Tb Nano Phosphors", 《PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES, INDIA, SECTION A:PHYSICAL SCIENCES》 *
刘桂霞，等: "球形Gd2O3:Eu纳米发光材料的制备", 《无机化学学报》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107326690A (zh) * 2017-07-20 2017-11-07 浙江工业职业技术学院 一种黄色警示性服装面料的制备方法
CN107503159A (zh) * 2017-07-20 2017-12-22 浙江工业职业技术学院 一种桔红色警示性服装面料的制备方法
CN107503159B (zh) * 2017-07-20 2019-06-25 浙江工业职业技术学院 一种桔红色警示性服装面料的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yongqing et al. A novel white-emitting phosphor ZnWO4: Dy3+
CN101113333B (zh) 铈激活的钇铝石榴石荧光粉的制备方法
CN103275720B (zh) 一种钠镧钒酸盐基发光材料、制备方法及其应用
CN106753359B (zh) 一种蓝光激发Mn4+掺杂的氟氧化物红色荧光粉及制备方法
CN104371717A (zh) 一种调节形貌增强BiPO4:Eu荧光粉发光性能的制备方法
Jinglei et al. Synthesis of LiEu1-xBix (MoO4) 2 red phosphors by sol-gel method and their luminescent properties
Liu et al. Sm3+-activated Y2Mo4O15 red-emitting microparticles with admirable luminescent performance for indoor illumination
Balaji et al. Sol–gel synthesis and luminescent properties of Eu3+: CsGd (WO4) 2 red emitting phosphors
CN107400510A (zh) 一种植物生长灯用高光效稀土离子铽铕双掺杂磷酸铋红色荧光粉及其制备方法
CN101899305B (zh) 一种稀土离子掺杂CePO4微球的制备方法
CN104893724B (zh) 一种新型石榴石基高效黄色荧光粉
CN105238400A (zh) 一种新型单分散球形稀土氧化物荧光粉及其制备方法
CN103450893B (zh) 一种白光led用含氮硅酸盐黄绿色发光材料及其制备
Xu et al. Green synthesis and luminescent properties of seven coordination K3ZrF7: Mn4+ red phosphor for warm WLEDs
CN102703071A (zh) 一种锂基双钨钼酸盐红色荧光粉的制备方法
CN102504819B (zh) 一种yvo4基上转换发光微球的制备方法
CN103865533B (zh) 一种稀土氧化物微米棒的制备方法
CN105112054B (zh) 一种Tb3+掺杂钆铝石榴石新型荧光粉
CN108559504A (zh) 一种高灵敏度荧光测温材料及其制备方法
CN104263367B (zh) 一种掺杂稀土元素Eu、Sm的混合碱土金属钨酸盐发光材料及其合成方法
CN105295913A (zh) 一种黄色单分散球形稀土氧化物荧光粉及其制备方法
CN106010528A (zh) 一种铋、锰掺杂的蓝色荧光粉及其制备方法和应用
CN103450902B (zh) 一种氟氧化物红色上转换材料及其制备方法
CN102559182A (zh) 一种镝激活的铝酸钇新型白光纳米发光材料
Zou et al. Synthesis via interfacial precipitation, color-tunable photoluminescence and improved thermal stability of (Ce1-xTbx) PO4 (x= 0–1) microspheres by energy transfer

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160113