CN108455649B - 一种用于紫外线灯管的球形纳米氧化钇粉体的制作方法 - Google Patents

一种用于紫外线灯管的球形纳米氧化钇粉体的制作方法 Download PDF

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Abstract

一种用于紫外线灯管的球形纳米氧化钇粉体的制作方法，包括以下步骤：步骤一，将纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水混合在一起，并快速搅拌30～60分钟后，配制得到第一混合液；其中，纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水的质量比为1～11：92～101；步骤二，将乙醇胺与乙酰乙酸乙酯混合在一起，匀速搅拌5～15分钟后，配制得到第一滴加液；其中，乙醇胺与乙酰乙酸乙酯的体积比为1:0.95～1.15；步骤三，将硼酸与冰乙酸混合在一起，匀速搅拌15～30分钟后，配制得到第二滴加液；其中，硼酸与冰乙酸的质量比为1:0.95～1.15。本发明具有辐射通量高、光衰低的特点。

Description

一种用于紫外线灯管的球形纳米氧化钇粉体的制作方法
技术领域
本发明涉及一种用于紫外线灯管的球形纳米氧化钇粉体的制作方法。
背景技术
众所周知，紫外线杀菌灯被广泛应用于水处理、空气净化及各类空间和表面消毒领域中，为提高紫外线杀菌灯的辐射照度、减缓辐射照度光衰，行业内往往在紫外线杀菌灯的内壁上涂覆一层纳米氧化钇涂层作为保护膜，用来提高紫外线辐射通量维持率，以达到更好的灭菌消毒作用。
然而，目前用作紫外线灯保护膜的氧化钇粉体颗粒大多数都是片状菱形结构，由于片状菱形结构的氧化钇膜层的致密性、阻隔汞原子和紫外线灯玻管杂质结合的能力比较弱，因此片状菱形结构的氧化钇颗粒成膜的紫外线灯钠汞齐形成的概率大大增加，从而导致玻管过早发黑，阻碍了紫外线的辐射透过，使得紫外线灯光输出减少，使用效果大为下降。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种辐射通量高的用于紫外线灯管的球形纳米氧化钇粉体的制作方法，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种用于紫外线灯管的球形纳米氧化钇粉体的制作方法，其特征是包括以下步骤：
步骤一，将纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水混合在一起，并快速搅拌30～60分钟后，配制得到第一混合液；
其中，纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水的质量比为1～11：92～101；
步骤二，将乙醇胺与乙酰乙酸乙酯混合在一起，匀速搅拌5～15分钟后，配制得到第一滴加液；
其中，乙醇胺与乙酰乙酸乙酯的体积比为1:0.95～1.15；
步骤三，将硼酸与冰乙酸混合在一起，匀速搅拌15～30分钟后，配制得到第二滴加液；
其中，硼酸与冰乙酸的质量比为1:0.95～1.15；
步骤四，将第一滴加液和第二滴加液同时逐滴添加到第一混合液中，快速搅拌90～120分钟后，配制得到第二混合液；
其中，第一滴加液、第二滴加液与第一混合液的质量比为7～15：15～35：63～88；
步骤五，将第二混合液陈化8小时，得到粒径均匀细小、稳定的纳米氧化钇分散液；
步骤六，将纳米氧化钇分散液干燥后，经过650℃～950℃高温煅烧，得到纳米级球形氧化钇粉体。
进一步，所述步骤一，纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水的质量比为1～9：92～99。
进一步，所述步骤二，乙醇胺与乙酰乙酸乙酯的体积比为1:1。
进一步，所述步骤三，硼酸与冰乙酸的质量比为1:1。
进一步，所述步骤四，第一滴加液、第二滴加液与第一混合液的质量比为7～13：15～30：63～78。
本发明以纳米级片状菱形粉体的氧化钇为原料，将其配置成第一混合液，然后加入乙醇胺、乙酰乙酸乙酯、硼酸及冰乙酸进行包膜修饰反应搅拌，经干燥、高温煅烧得到纳米级球形氧化钇粉体；接下来，将由纳米级球形氧化钇粉体配置的分散液涂覆在紫外线灯的玻管内壁，经高温烘烤冷却后，在玻管内壁上得到均匀细小、排列致密的球形纳米氧化钇保护膜。
本发明具有辐射通量高、光衰低的特点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
第一实施例
本用于紫外线灯管的球形纳米氧化钇粉体的制作方法，包括以下步骤：
步骤一，将纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水混合在一起，并快速搅拌30～60分钟后，配制得到第一混合液；
其中，纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水的质量比为1～11：92～101；
步骤二，将乙醇胺与乙酰乙酸乙酯混合在一起，匀速搅拌5～15分钟后，配制得到第一滴加液；
其中，乙醇胺与乙酰乙酸乙酯的体积比为1:0.95～1.15；
步骤三，将硼酸与冰乙酸混合在一起，匀速搅拌15～30分钟后，配制得到第二滴加液；
其中，硼酸与冰乙酸的质量比为1:0.95～1.15；
步骤四，将第一滴加液和第二滴加液同时逐滴添加到第一混合液中，快速搅拌90～120分钟后，配制得到第二混合液；
其中，第一滴加液、第二滴加液与第一混合液的质量比为7～15：15～35：63～88；
步骤五，将第二混合液陈化8小时，得到粒径均匀细小、稳定的纳米氧化钇分散液；
步骤六，将纳米氧化钇分散液干燥后，经过650℃～950℃高温煅烧，得到纳米级球形氧化钇粉体。
其中，所述步骤一，纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水的质量比为1～9：92～99。
所述步骤二，乙醇胺与乙酰乙酸乙酯的体积比为1:1。
所述步骤三，硼酸与冰乙酸的质量比为1:1。
所述步骤四，第一滴加液、第二滴加液与第一混合液的质量比为7～13：15～30：63～78。
在本实施例中，纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水的质量比为4：83.9。乙醇胺与乙酰乙酸乙酯的体积比为1:0.95。硼酸与冰乙酸的质量比为1:1.15。第一滴加液、第二滴加液与第一混合液的质量比为7：15：88。
接下来，可以将4克纳米级片状菱形粉体的氧化钇、83.9克去离子水、2.04克乙醇胺、2.06克乙酰乙酸乙酯、4克硼酸及4克冰乙酸混合，再经过步骤一至步骤六，得到纳米级球形氧化钇粉体，最后将纳米级球形氧化钇粉体制作为质量浓度为4％的纳米球形氧化钇分散液。
再接下来，将质量浓度为4％的纳米球形氧化钇分散液均匀涂覆于250W超大功率紫外线杀菌灯的玻管内壁上，将玻管送入涂膜机热风炉，在涂膜机热风炉中于100℃～150℃烘干，在烤管机中于650℃～950℃焙烧30～60分钟；随后经过适当冷却，并经夹封、排气、老练等工序制成250W超大功率紫外线杀菌灯，以下简称第一灯。
将第一灯老化100h和1000h后，分别测试辐射通量，详见表1。
作为比较对象，并同时开展试验的，还有使用质量浓度为4％的纳米片状菱形氧化钇分散液制成的250W超大功率紫外线杀菌灯，以下简称第二灯；以及不涂覆任何保护膜的250W超大功率紫外线杀菌灯，以下简称第三灯。
第一灯、第二灯以及第三灯除了涂覆保护膜方案的不同之外，其它材料和工艺过程均保持相同。
表1为使用不同保护膜的250W超大功率紫外线杀菌灯燃点100h和1000h的辐射通量测试。
备注：辐射通量单位(u w/cm2)，光衰＝(100h辐射通量-1000h辐射通量)/100h辐射通量。
表一
Figure BDA0001542942160000041
通过表1可以看出，使用本发明获得的纳米球形氧化钇分散液制备的第一灯，其100h和1000h的辐射通量平均值最高，而1000h的光衰平均值则最小，只有3.08％，比相同浓度的纳米片状菱形氧化钇分散液和不涂膜制备的同规格第二灯和第三灯，其光衰分别减少了47.35％和67.02％，由此可知本发明纳米球形氧化钇的获得办法对减少紫外线杀菌灯光衰非常有效。其中，47.35％＝(5.85％-3.08％)/5.85％，67.02％＝(9.34％-3.08％)/9.34％。
第二实施例
在本实施例中，纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水的质量比为3：92。乙醇胺与乙酰乙酸乙酯的体积比为1:0.98。硼酸与冰乙酸的质量比为1:1.08。第一滴加液、第二滴加液与第一混合液的质量比为15：35：78。
其余未述部分见第一实施例，不再赘述。
第三实施例
在本实施例中，纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水的质量比为2：99。乙醇胺与乙酰乙酸乙酯的体积比为1:1.07。硼酸与冰乙酸的质量比为1:1.12。第一滴加液、第二滴加液与第一混合液的质量比为11：30：78。
其余未述部分见第一实施例，不再赘述。
第四实施例
在本实施例中，纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水的质量比为7：100。乙醇胺与乙酰乙酸乙酯的体积比为1:1.09。硼酸与冰乙酸的质量比为1:1.13。第一滴加液、第二滴加液与第一混合液的质量比为11：30：78。
其余未述部分见第一实施例，不再赘述。
第五实施例
在本实施例中，纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水的质量比为11：101。乙醇胺与乙酰乙酸乙酯的体积比为1:1.14。硼酸与冰乙酸的质量比为1:1.06。第一滴加液、第二滴加液与第一混合液的质量比为13：30：63。
其余未述部分见第一实施例，不再赘述。
第六实施例
在本实施例中，纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水的质量比为10：99。乙醇胺与乙酰乙酸乙酯的体积比为1:1.1。硼酸与冰乙酸的质量比为1:1.02。第一滴加液、第二滴加液与第一混合液的质量比为11.8：25：77。
其余未述部分见第一实施例，不再赘述。
第七实施例
在本实施例中，纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水的质量比为9：99。乙醇胺与乙酰乙酸乙酯的体积比为1:0.97。硼酸与冰乙酸的质量比为1:0.98。第一滴加液、第二滴加液与第一混合液的质量比为12.4：27：69。
其余未述部分见第一实施例，不再赘述。
第八实施例
在本实施例中，纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水的质量比为7：95。乙醇胺与乙酰乙酸乙酯的体积比为1:0.97。硼酸与冰乙酸的质量比为1:1。第一滴加液、第二滴加液与第一混合液的质量比为13：30：78。
其余未述部分见第一实施例，不再赘述。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种用于紫外线灯管的球形纳米氧化钇粉体的制作方法，其特征是包括以下步骤：
步骤一，将纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水混合在一起，并快速搅拌30～60分钟后，配制得到第一混合液；
其中，纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水的质量比为1～11：92～101；
步骤二，将乙醇胺与乙酰乙酸乙酯混合在一起，匀速搅拌5～15分钟后，配制得到第一滴加液；
其中，乙醇胺与乙酰乙酸乙酯的体积比为1:0.95～1.15；
步骤三，将硼酸与冰乙酸混合在一起，匀速搅拌15～30分钟后，配制得到第二滴加液；
其中，硼酸与冰乙酸的质量比为1:0.95～1.15；
步骤四，将第一滴加液和第二滴加液同时逐滴添加到第一混合液中，快速搅拌90～120分钟后，配制得到第二混合液；
其中，第一滴加液、第二滴加液与第一混合液的质量比为7～15：15～35：63～88；
步骤五，将第二混合液陈化8小时，得到粒径均匀细小、稳定的纳米氧化钇分散液；
步骤六，将纳米氧化钇分散液干燥后，经过650℃～950℃高温煅烧，得到纳米级球形氧化钇粉体；
其中，所述步骤一，纳米级片状菱形粉体的氧化钇与去离子水的质量比为1～9：92～99。
2.根据权利要求1所述的用于紫外线灯管的球形纳米氧化钇粉体的制作方法，其特征是所述步骤二，乙醇胺与乙酰乙酸乙酯的体积比为1:1。
3.根据权利要求1所述的用于紫外线灯管的球形纳米氧化钇粉体的制作方法，其特征是所述步骤三，硼酸与冰乙酸的质量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的用于紫外线灯管的球形纳米氧化钇粉体的制作方法，其特征是所述步骤四，第一滴加液、第二滴加液与第一混合液的质量比为7～13：15～30：63～78。
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