CN108893115A - 一种镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法 - Google Patents

一种镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108893115A
CN108893115A CN201810781200.3A CN201810781200A CN108893115A CN 108893115 A CN108893115 A CN 108893115A CN 201810781200 A CN201810781200 A CN 201810781200A CN 108893115 A CN108893115 A CN 108893115A
Authority
CN
China
Prior art keywords
europium
red fluorescence
chloride
fluorescence powder
europium oxide
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
CN201810781200.3A
Other languages
English (en)
Inventor
张相良
张华�
刘勇
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.)
Xinfeng Baogang Xinli Rare Earth Co Ltd
Original Assignee
Xinfeng Baogang Xinli Rare Earth Co Ltd
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 Xinfeng Baogang Xinli Rare Earth Co Ltd filed Critical Xinfeng Baogang Xinli Rare Earth Co Ltd
Priority to CN201810781200.3A priority Critical patent/CN108893115A/zh
Publication of CN108893115A publication Critical patent/CN108893115A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7784—Chalcogenides
    • C09K11/7787—Oxides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法，以浓度为0.05～0.1mol·L‑1的氯化镧、氯化钇、氯化铕溶液为原料；以浓度为0.5～2mol·L‑1的尿素为沉淀剂；加氨水调节pH，将原料与沉淀剂用超声波混合均匀；然后进行微波辅助共沉淀，得到沉淀物；再将所得沉淀物依次进行热过滤、洗涤、干燥；然后进行热分解，即可得到纳米级的镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉产品。本发明所述的方法可以直接利用稀土矿萃取分离的氯化镧、氯化钇、氯化铕为原料，并通过镧掺杂可减少约40％铕用量，达到降低制备成本的目的；在外场辅助作用下，得到的镧掺杂氧化钇铕荧光粉约为200nm亚微米球状，与非镧掺杂的氧化钇铕荧光粉相比，发光强度可提高约20％。

Description

一种镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法
技术领域
本发明属于材料制备技术领域，涉及一种镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法。具体涉及一种氯化镧、氯化钇、氯化铕溶液为原料，采用微波外场辅助均相共沉淀法制备亚微米球状氧化钇铕红色荧光粉的方法。
背景技术
氧化钇铕(Y2O3:Eu3+)红色荧光粉，因其高光效，优异的色纯度、稳定的物化性质、光衰特性及合适的发射波长，被广泛用于三基色节能灯、等离子体显示器PDP、阴极射线管CRT、场发射显示器FED等照明及显示器件以及白色LED原料。
对于氧化钇铕荧光粉制备工艺，目前有火法与湿法两种制备工艺。采用火法制备得到的氧化钇铕荧光粉存在工艺流程长、合成温度高、分散性能差、粉体粒径大且需球磨与分级等缺点；而目前工业上采用的草酸液相共沉淀制备荧光粉的方法，虽避免了球磨与分级等工序，但其仍存在工序复杂，需要采用纯氧化钇、氧化铕重新用硝酸溶解并二次结晶的工序；且其得到的氧化钇铕颗粒粒径较大，形貌不规整且分散性较差、晶化程度不高等问题。
此外，相关研究表明，镧离子(La3+)对稀土离子发光具有敏化作用，能吸收辐射能并传递给发光稀土离子，使荧光粉在发光效率和色纯度等方面的性能有所提高，并且降低了荧光粉中铕用量。而在国内外研究报道中，Y2O3:Eu3+荧光粉掺杂Tb3+、Nd3+、Bi3+和Gd3+等离子的报道较多，而对La3+掺杂的研究比较少，尤其是采用外场辅助液相合成镧掺杂的球状氧化钇铕红色荧光粉的研究未见公开的专利报道。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足，本发明提供一种可以直接利用稀土矿萃取分离的氯化镧、氯化钇、氯化铕为原料，采用外场辅助液相合成镧掺杂的亚微米球状氧化钇铕红色荧光粉的方法，使之获得产品铕含量减少的同时，发光性能反而提高。
发明原理：本发明采用超声波混料以及微波辅助液相共沉淀方法，有利于离子半径与Y3+相近的La3+与Eu3+均匀进入Y2O3的晶格中，从而提高镧的敏化剂及铕的激发剂作用。镧离子(La3+)作为敏化剂掺入Y2O3后，La3+会吸收能量传递给激活中心，同时La3+进入基体晶格后，会造成一定程度的基体晶格畸变，进而提高Eu3+的辐射效率。但是当La3+摩尔含量超过10％时，可能会产生La3+之间的交叉驰豫现象，同时晶格畸变严重也不利于基质对能量的吸收，会使相对发光强度开始减小，因此，La3+最佳摩尔掺杂含量为10％左右。此时，当Eu3+的摩尔分数x＝3％时，荧光粉的发光强度最大，说明当La3+掺杂含量为10％时，荧光粉Eu3+含量与非镧掺杂Y2O3:Eu3+荧光粉的5％相比减少40％。
此外，超声波及微波的外场作用不仅使沉淀反应加速，而且有利于制备出球化率与晶化程度高的荧光粉，从而使之发光强度与荧光寿命都得到提升。
技术方案：本发明所提供的镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法，以浓度为0.05～0.1mol·L-1的氯化镧、氯化钇、氯化铕溶液为原料；以浓度为0.5～2mol·L-1的尿素为沉淀剂；加一定量的氨水调节pH，将一定配比的原料与沉淀剂用超声波混合均匀；然后进行微波辅助共沉淀，得到沉淀物；再将所得沉淀物依次进行热过滤、洗涤、干燥；然后进行热分解，即可得到纳米级的镧掺杂氧化钇铕((Y1-x-y,Lay)2O3:xEu3+)球状红色荧光粉产品。所述的纳米级的为直径在200nm左右。
具体的，所述的氯化镧、氯化钇、氯化铕溶液，三者的比例关系为(3～4)：(30～40):(1～2)。所述的比例为摩尔比。
具体的，所述的沉淀剂CO(NH2)2用量为CO(NH2)2(mol)/RE3+(mol)＝10～20，其中，RE＝La+Y+Eu。
具体的，所述氨水用量为以分析纯氨水稀释10～20倍，滴加控制混合料液的pH＝6～8。
具体的，所述的超声波混合均匀，具体条件为20～50KHz超声波混合5～10分钟。优选20KHz超声波混合8分钟。
具体的，所述的微波辅助反应，具体条件为微波功率为500～600W，反应温度90～100℃，反应时间1～2h。优选微波功率为500W，反应温度90℃，反应时间1.5h。
具体的，所述的产品(Y1-x-y,Lay)2O3:xEu3+中y＝0.08～0.12，x≈0.03。
有益效果：1)本发明可以直接利用稀土矿萃取分离的氯化镧、氯化钇、氯化铕为原料，而且产品掺入镧后，铕含量降低40％，而镧的价格仅为铕的1/40，比钇的还低，因而可降低原料成本。
2)本发明产品镧掺杂量10％、铕掺杂量3％时，与现有铕单掺5％氧化钇铕红色荧光粉相比，发光强度提高了20％左右；
3)本发明产品的色坐标为(0.654,0.346)，位于红光区域，比现有商用红粉Y2O2S:Eu3+(0.622,0.351)红光更纯正，与国际标准红光(0.67,0.33)相接近，更适合用作灯用红色荧光粉。
附图说明
图1为实施例1获得产物的扫描电子显微镜(SEM)图。
图2为镧掺杂的(Y0.87,La0.1,Eu0.03)2O3荧光粉的X-射线衍射(XRD)图。
图3为镧掺杂的(Y0.87,La0.1,Eu0.03)2O3产品的激发光谱图。
图4为在261nm波长激发下，镧掺杂的(Y0.87,La0.1,Eu0.03)2O3和未镧掺杂的(Y0.95,Eu0.05)2O3荧光粉的发射光谱对比图。
图5为镧掺杂的(Y0.87,La0.1,Eu0.03)2O3荧光粉样品的色度坐标图，经测算得其色坐标为(0.654,0.346)。
图6为实施例2的产物扫描电子显微镜(SEM)图。
图7为实施例3的产物扫描电子显微镜(SEM)图。
具体实施方式：
下面结合附图和实施对本发明做进一步的说明。
本发明实施例中的氯化镧、氯化钇、氯化铕原液全部以赣南离子型稀土矿经全萃取分离而得到的反萃液用纯水稀释而成。
本发明实施例中采用微波辅助均相沉淀反应器的型号为MKX-H1C1B，其微波最大功率900W，可无极调速非脉冲连续工作。
本发明所涉及到的产物平均粒径是结合其SEM图，通过Image Tool软件测算而得到的。
实施例1
(1)取0.05mol·L-1的氯化镧溶液20mL、氯化钇溶液174mL、氯化铕溶液6mL，1mol·L-1尿素溶液200mL，将其混合后滴入氨水至pH约为7；再将之用20KHz超声波混合8分钟；
(2)将混合均匀的料液置入微波液相反应器的反应室烧瓶内，控制微波功率为500W，反应温度90℃，反应时间1.5h；
(3)待反应结束将沉淀物过滤并用去离子水洗涤3次得到滤饼；将滤饼在100℃下干燥3h后于温度1100℃进行热分解，保温时间2h，冷却至室温。
制备得到的镧掺杂产品(Y0.87,La0.1)2O3:0.03Eu3+(或(Y0.87,La0.1,Eu0.03)2O3)的SEM图如图1所示，测得其平均粒径约为200nm，球化率100％。
图2为其X-射线衍射(XRD)图，图谱中并未出现La2O3、Eu2O3的衍射峰，说明La3+及Eu3+已经完全进入了Y2O3的晶格中；同时，也未出现Cl-1等杂质的衍射峰，表明产品纯度高；此外，其衍射峰较尖锐，说明样品结晶度较高，晶型较完整。
图3为其激发光谱图，显示位于261nm处的最强激发峰与未掺杂镧的Y2O3:Eu3+的239nm处相比红移了22nm，表明本发明荧光粉只需更低的能量就能受激发。
图4为其在261nm波长激发下，镧掺杂的(Y0.87,La0.1,Eu0.03)2O3和未镧掺杂的(Y0.95,Eu0.05)2O3荧光粉的发射光谱对比图，从图中可知，La3+的引入并没有改变其发射峰的形状和位置，但是强度增大了20％左右。
图5为其色度坐标图，经测算得其色坐标为(0.654,0.346)，与现有商用红粉Y2O2S:Eu3+(0.622,0.351)相比红光更纯，与国际标准红光(0.67,0.33)相接近。
对比例1
不掺镧，铕含量为5％(mol)，其它条件同实施例1。从图4可知，本发明得到的镧掺杂荧光粉(Y0.87,La0.1,Eu0.03)2O3)发光强度对比未镧掺杂的(Y0.95,Eu0.05)2O3提高了20％左右，而铕含量反而减少40％。
实施例2
(1)取0.1mol·L-1的氯化镧溶液16mL、氯化钇溶液178mL、氯化铕溶液6mL，1.5mol·L-1尿素溶液200mL，将其混合后滴入氨水至pH约为8；再将之用20KHz超声波混合8分钟；
(2)将混合均匀的料液置入微波液相反应器的反应室烧瓶内，控制微波功率为600W，反应温度90℃，反应时间2h；
(3)待反应结束将沉淀物过滤并用去离子水洗涤3次得到滤饼；将滤饼在100℃下干燥3h后于温度1000℃进行热分解，保温时间2h，冷却至室温。
制备得到的产品(Y0.89,La0.08)2O3:0.03Eu3+的SEM图如图6所示，测得其平均粒径约为180nm，球化率100％，其发光性能与实施例1相近。
实施例3
(1)取0.075mol·L-1的氯化镧溶液20mL、氯化钇溶液174mL、氯化铕溶液6mL，1mol·L-1尿素溶液200mL，将其混合后滴入氨水至pH约为6；再将之用40KHz超声波混合8分钟；
(2)将混合均匀的料液置入微波液相反应器的反应室烧瓶内，控制微波功率为500W，反应温度95℃，反应时间1.5h；
(3)待反应结束将沉淀物过滤并用去离子水洗涤3次得到滤饼；将滤饼在100℃下干燥3h后于温度900℃进行热分解，保温时间2h，冷却至室温。
制备得到的产品(Y0.87,La0.1)2O3:0.03Eu3+的SEM图如图7所示，测得其平均粒径约为220nm，球化率100％，其发光性能与实施例1相近。
综上所述，本发明方法工艺流程简化，制备效率高，所得荧光粉产品形貌为均分散的球状，粒径在200nm左右亚微米级范围内，镧掺杂量10％、铕掺杂量3％时，与现有铕单掺5％荧光粉相比，发光强度提高了20％左右，而铕含量减少40％；本发明产品的色坐标为(0.654,0.346)，位于红光区域，比现有商用红粉Y2O2S:Eu3+(0.622,0.351)红光更纯正，与国际标准红光(0.67,0.33)相接近，更适合用作灯用红色荧光粉。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的构思的前提下，所作的任何修改、改进等、均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法，其特征在于以浓度为0.05～0.1mol·L-1的氯化镧、氯化钇、氯化铕溶液为原料；以浓度为0.5～2mol·L-1的尿素为沉淀剂；加氨水调节pH，将原料与沉淀剂用超声波混合均匀；然后进行微波辅助共沉淀，得到沉淀物；再将所得沉淀物依次进行热过滤、洗涤、干燥；然后进行热分解，即可得到纳米级的镧掺杂氧化钇铕((Y1-x-y,Lay)2O3:xEu3+)球状红色荧光粉产品。
2.根据权利要求1所述的镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法，其特征在于所述的氯化镧、氯化钇、氯化铕溶液，三者的比例关系为(3～4)：(30～40):(1～2)。
3.根据权利要求1所述的镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法，其特征在于所述的沉淀剂CO(NH2)2用量为CO(NH2)2(mol)/RE3+(mol)＝10～20，其中，RE＝La+Y+Eu。
4.根据权利要求1所述的镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法，其特征在于所述氨水用量为以分析纯氨水稀释10～20倍，滴加控制混合料液的pH＝6～8。
5.根据权利要求1所述的镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法，其特征在于所述的超声波混合均匀，具体条件为20～50KHz超声波混合5～10分钟。
6.根据权利要求1所述的镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法，其特征在于所述的微波辅助反应，具体条件为微波功率为500～600W，反应温度90～100℃，反应时间1～2h。
7.根据权利要求1所述的镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法，其特征在于产品(Y1-x-y,Lay)2O3:xEu3+中y＝0.08～0.12，x≈0.03。
CN201810781200.3A 2018-07-17 2018-07-17 一种镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法 Pending CN108893115A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810781200.3A CN108893115A (zh) 2018-07-17 2018-07-17 一种镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810781200.3A CN108893115A (zh) 2018-07-17 2018-07-17 一种镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108893115A true CN108893115A (zh) 2018-11-27

Family

ID=64349406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810781200.3A Pending CN108893115A (zh) 2018-07-17 2018-07-17 一种镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108893115A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110104653A (zh) * 2019-05-31 2019-08-09 承德石油高等专科学校 一种超细SiNWS:Eu3+,La3+,Y3+荧光纳米材料制备方法
CN110437834A (zh) * 2019-10-10 2019-11-12 佛山市钜亮光学材料有限公司 一种热稳定性高荧光粉的制备方法和生产陶瓷砖的方法
CN111170377A (zh) * 2020-01-19 2020-05-19 昆明理工大学 一种富锂锰基正极材料的制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110104653A (zh) * 2019-05-31 2019-08-09 承德石油高等专科学校 一种超细SiNWS:Eu3+,La3+,Y3+荧光纳米材料制备方法
CN110104653B (zh) * 2019-05-31 2022-11-01 承德石油高等专科学校 一种超细SiNWS:Eu3+,La3+,Y3+荧光纳米材料制备方法
CN110437834A (zh) * 2019-10-10 2019-11-12 佛山市钜亮光学材料有限公司 一种热稳定性高荧光粉的制备方法和生产陶瓷砖的方法
CN111170377A (zh) * 2020-01-19 2020-05-19 昆明理工大学 一种富锂锰基正极材料的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jia et al. Uniform YVO4: Ln3+ (Ln= Eu, Dy, and Sm) nanocrystals: solvothermal synthesis and luminescence properties
Zhang et al. Citrate sol-gel combustion preparation and photoluminescence properties of YAG: Ce phosphors
CN108893115A (zh) 一种镧掺杂氧化钇铕球状红色荧光粉的制备方法
CN101973569B (zh) 一种钇铝石榴石荧光粉的合成方法
CN108864158B (zh) 一种四核稀土铽配合物及其制备方法和作为发光材料的应用
Zou et al. Controlled hydrothermal processing of multiform (Y0. 95Eu0. 05) PO4 crystals and comparison of photoluminescence
Xiaoyong et al. Synthesis and fluorescence properties of Y2O3: Eu by molten salt synthesis method
CN103113889B (zh) 一种钼酸盐红色荧光粉及其制备方法
JP2010507551A (ja) 希土類含有リン酸塩の製造方法
CN102181291B (zh) 一种掺铈钇铝石榴石荧光粉体的制备方法
CN109504381A (zh) 微波与超声波双外场辅助液相合成铋铕双掺杂钼酸盐红色荧光粉的方法
CN105481013A (zh) 一种制备片状钒酸盐的自牺牲模版合成方法
Fadlalla et al. Sol–gel preparation and photoluminescence properties of Ce3+-activated Y3Al5O12 nano-sized powders
Zhang et al. Hydrothermal synthesis of Y (V, P) O4: Ln3+ (Ln= Eu, Yb, and Er) with shape-and size-controlled morphologies
CN104498036B (zh) 一种一维棒状稀土掺杂钇铝石榴石发光材料及其制备方法和应用
CN103059861A (zh) 一种红色YVO4：Eu3+发光微球及其制备方法
Jovanović Lanthanide-doped orthovanadate phosphors: syntheses, structures, and photoluminescence properties
CN105776331B (zh) 一种以lrh为模版制备稀土钒酸盐的自牺牲模版合成方法
CN101012376A (zh) 钇铝石榴石荧光粉的制造方法
Huang et al. Preparation of Y2O3: Eu3+ phosphor by molten salt assisted method
Zhang et al. Synthesis and characterization of needle-like BaAl2O4: Eu, Dy phosphor via
Cao et al. Synthesis and Luminescent Properties of Eu3+-Doped NaCaPO4 Nano-Particles Under VUV–UV Excitation
Wei et al. KY (MoO4) 2: Eu3+ Phosphor: Template-Free Hydrothermal Synthesis and Luminescent Properties
Chunlei et al. Luminescence modification of Eu3+-activated molybdate phosphor prepared via co-precipitation
CN101265408B (zh) 一种钐掺杂铝酸钆基荧光粉体及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zeng Qingyun

Inventor after: Liu Yong

Inventor after: Zhang Hua

Inventor after: Zhang Xiangliang

Inventor after: Guo Shoujin

Inventor after: Li Qing

Inventor before: Zhang Xiangliang

Inventor before: Zhang Hua

Inventor before: Liu Yong

CB03 Change of inventor or designer information
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181127

RJ01 Rejection of invention patent application after publication