RU2312122C2 - Способ синтеза люминофора на основе оксисульфида иттрия - Google Patents
Способ синтеза люминофора на основе оксисульфида иттрия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2312122C2 RU2312122C2 RU2005113810/15A RU2005113810A RU2312122C2 RU 2312122 C2 RU2312122 C2 RU 2312122C2 RU 2005113810/15 A RU2005113810/15 A RU 2005113810/15A RU 2005113810 A RU2005113810 A RU 2005113810A RU 2312122 C2 RU2312122 C2 RU 2312122C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phosphor
- yttrium
- mixture
- europium
- temperature
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при получении люминесцентного наполнителя в парниковой полиэтиленовой пленке. Синтезируют полупродукт путем приготовления растворов нитратов иттрия и европия, предварительно добавив карбамид в количестве 0,5-2,5 молей на 1 моль оксида иттрия и тиокарбамид. Смесь нагревают до реакции горения, после которой готовят шихту смешиванием полученного полупродукта с сульфидирующим агентом. В шихту можно дополнительно ввести 0,5-5% теллура к массе полупродукта. Шихту термообрабатывают при 1100-1250°С. Люминофор отмывают и модифицируют. Люминофор имеет средний размер частиц не более 0,5 мкм и высокую яркость свечения. 3 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при получении неорганических люминофоров на основе оксисульфидов иттрия, обладающих одновременно высокой яркостью свечения и средним размером частиц менее 1 мкм (не более 0,5 мкм) (с субмикронным размером частиц). Такие люминофоры могут быть использованы в качестве люминесцентного наполнителя в парниковой полиэтиленовой пленке.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в создании нового способа синтеза люминофора с субмикронным размером частиц и высокой яркостью свечения.
Актуальность и сложность поставленной задачи подтверждается проведенным авторами предлагаемого изобретения анализом уровня техники на основе сведений из патентов и научно-технической литературы по люминофорам с субмикронным размером частиц.
Известен способ получения катодолюминофора на основе оксисульфида иттрия и европия (Способ получения катодолюминофора на основе оксисульфида иттрия и европия. Коровин Ю.Ф., Малова А.М., Нахшунов В.Ю., Парфенов И.А., Сайфулин П.З., Сощин Н.П., Чупринко В.Г. Патент 2064482, 6 С09К 11/84, заявка 494407/26, 18.04.91 (БИ №21 27.07.96)), включающий термообработку шихты, содержащей оксиды иттрия и европия, сульфидирующий агент и минерализаторы, охлаждение, промывку водой, минеральной кислотой и поверхностное модифицирование. С целью формирования зерен люминофора с однородной правильной огранкой, средним размером 8-12 мкм и дисперсией распределения σ=0,5-0,6, термообработку осуществляют в три стадии, при этом сначала шихту помещают в тигле в печь, разогретую до 390-410°С, выдерживают при этой температуре 0,5-1 ч, затем со скоростью 25-28°С нагревают до температуры 1100-1240°С и выдерживают при этой температуре 3-4 ч, после этого температуру шихты снижают со скоростью 10-15°С/мин до температуры 1050-11200°С и выдерживают при этой температуре 1-2 ч, а при последующем охлаждении снижение температуры до 880-910°С осуществляют со скоростью 45-500°С/мин в различных режимах охлаждения и выдержки при заданной температуре.
Недостатком способа является размер частиц получаемого люминофора, составляющий 5-7 мкм.
Известен способ получения люминофоров на основе оксисульфидов с размером частиц менее 1 мкм, имеющих сферическую форму (United States Patent 6,132,642 Kane October 17, 2000). Способ заключается в приготовлении разбавленного раствора растворимых солей редкоземельных металлов (РЗМ) в необходимых количествах. В указанный раствор добавляют химический агент, уменьшающий содержание гидроксильных ионов, и осаждают частицы гидроксилкарбоната РЗМ. Осажденный гидроксилкарбонат подвергают термической обработке при температуре 700-1000°С в кислородсодержащей атмосфере, т.е. получают соответствующие оксиды. Полученные оксиды прокаливают в серосодержащем потоке (в сульфидирующей смеси состава: сера, сульфат калия, сульфат лития, карбонат калия) при температуре не выше 900°С. Недостатком данного способа получения люминофора является его низкая яркость свечения при возбуждении светом ультрафиолетового и видимого диапазона длин волн.
Ближайшим техническим решением к заявляемому является способ получения люминофора на основе оксисульфидов, описанный в патенте US 3,904,546 (кл. С09К 11/77, 1975), включающий синтез полупродукта путем приготовления нитратов иттрия и европия и последующего нагрева, приготовление шихты путем смешивания полученного полупродукта с сульфидирующим агентом, термообработку полученной шихты и модифицирование люминофора. Недостатком данного способа получения люминофора является то, что получаемые люминофоры имеют размер частиц более 20 мкм (Summary of the invention п.55), что делает затруднительным применение его в парниковых покрытия на основе пленок полиэтилена высокого давления.
Техническим результатом заявленного изобретения является получение люминофора красного цвета свечения со средним размером частиц не более 0,5 мкм и яркостью свечения не ниже крупнодисперсного аналога.
Указанный технический результат достигается тем, что первую стадию синтеза - получение полупродукта (смесь Y2O3:Eu+Y2O3S:Eu) производят методом горения. Сущность этого метода заключается в том, что в азотной кислоте поочередно растворяют оксиды иттрия, европия, карбамид (мочевину) и тиокарбамид (тиомочевину). Затем полученную смесь нагревают до температуры 500-800°С. По окончании процессов кипения и дегидратации солей между нитратами и карбамидом начинается экзотермическая реакция, сопровождающаяся выделением большого количества тепла, которого достаточно для синтеза люминесцентного материала. Эта реакция протекает в течение 5-15 секунд. Температура, до которой в ходе реакции разогреваются взаимодействующие реагенты, достигает значений 1400-1600°С. Введение тиокарбамида способствует частичному замещению кислорода на серу и образованию зародышевых центров оксисульфидов иттрия-европия. Полученный таким образом люминесцентный материал (полупродукт) имеет средний размер частиц не более 0,5 мкм. Далее готовят шихту люминофора: полупродукт смешивают с сульфидирующей смесью, в состав которой входит сера, карбонат натрия и/или калия и теллур. Введение теллура, имеющего гексагональную кристаллическую решетку, способствует более четкой огранке зерна при сохранении среднего размера частиц, вследствие этого повышению яркости люминесценции. Шихту прокаливают при температуре 1100-1250°С в течение 1,5-4 ч.
Охлажденный люминофор отмывают дистиллированной водой и минеральной кислотой. Модифицирование поверхности люминофора осуществляют с применением силикатов или фосфатов элементов второй и третьей группы периодической системы.
Пример 1
Оксиды иттрия и европия, карбамид, тиокарбамид в мольном соотношении 1:0,04:8:0,5 растворяют в азотной кислоте. Далее раствор заливают в кварцевый тигель и нагревают до температуры 500-800°С (реакция горения). Люминесцентный материал, полученный по реакции горения (полупродукт), смешивают с сульфидирующей смесью состава: сера 25%, калий углекислый 20%, теллур 5% к массе полупродукта. Шихту прокаливают при температуре 1100-1250°С в течение двух-трех часов. Охлажденный люминофор отмывают водой и минеральной кислотой. Поверхность люминофора модифицируют.
Средний размер частиц люминофора - 0,5 мкм. Яркость свечения (при λвозб=313 нм) составляет 104% относительно яркости свечения крупнокристаллического типового образца.
Пример 2
Оксиды иттрия и европия, карбамид, тиокарбамид в мольном соотношении 1:0,04:7:1 растворяют в азотной кислоте. Далее раствор заливают в кварцевый тигель и нагревают до температуры 500-800°С (реакция горения). Люминесцентный материал, полученный по реакции горения (полупродукт), смешивают с сульфидирующей смесью состава: сера 25%, натрий углекислый 20%, теллур 1% к массе полупродукта. Шихту прокаливают при температуре 1150°С в течение трех часов. Охлажденный люминофор отмывают водой и минеральной кислотой. Поверхность люминофора модифицируют.
Средний размер частиц люминофора - 0,5 мкм. Яркость свечения (при λвозб=313 нм) составляет 104% относительно яркости свечения крупнокристаллического типового образца.
Пример 3
Оксиды иттрия и европия, карбамид, тиокарбамид в мольном соотношении 1:0,05:6:1,5 растворяют в азотной кислоте. Далее раствор заливают в кварцевый тигель и нагревают до температуры 500-800°С (реакция горения). Люминесцентный материал, полученный по реакции горения (полупродукт), смешивают с сульфидирующей смесью состава: сера 25%, натрий углекислый 10%, калий углекислый 10%, теллур 2% к массе полупродукта. Шихту прокаливают при температуре 1100°С в течение трех часов. Охлажденный люминофор отмывают водой и минеральной кислотой. Поверхность люминофора модифицируют.
Средний размер частиц люминофора - 0,5 мкм. Яркость свечения (при λвозб=313 нм) составляет 102% относительно яркости свечения крупнокристаллического типового образца.
Пример 4
Оксиды иттрия и европия, карбамид, тиокарбамид в мольном соотношении 1:0,08:8:2 растворяют в азотной кислоте. Далее раствор заливают в кварцевый тигель и нагревают до температуры 500-800°С (реакция горения). Люминесцентный материал Y2O3:Eu, полученный по реакции горения (полупродукт), смешивают с сульфидирующей смесью состава: сера 25%, калий углекислый 20%, теллур 4% к массе полупродукта. Шихту прокаливают при температуре 1200°С в течение трех часов. Охлажденный люминофор отмывают водой и минеральной кислотой. Поверхность люминофора модифицируют.
Средний размер частиц люминофора - 0,43 мкм. Яркость свечения (при λвозб=313 нм) составляет 106% относительно яркости свечения крупнокристаллического типового образца.
Пример 5
Оксиды иттрия и европия, карбамид, тиокарбамид в мольном соотношении 1:0,075:8:2,5 растворяют в азотной кислоте. Далее раствор заливают в кварцевый тигель и нагревают до температуры 500-800°С (реакция горения). Люминесцентный материал Y2О3:Eu, полученный по реакции горения (полупродукт), смешивают с сульфидирующей смесью состава: сера 25%, калий углекислый 20%, теллур 0,5% к массе полупродукта. Шихту прокаливают при температуре 1250°С в течение двух часов. Охлажденный люминофор отмывают водой и минеральной кислотой. Поверхность люминофора модифицируют.
Средний размер частиц люминофора - 0,48 мкм. Яркость свечения (при λвозб=313 нм) составляет 102% относительно яркости свечения крупнокристаллического типового образца.
Пример 6
Оксиды иттрия и европия, карбамид, тиокарбамид в мольном соотношении 1:0,8:8:0,4 растворяют в азотной кислоте. Далее раствор заливают в кварцевый тигель и нагревают до температуры 500-800°С (реакция горения). Люминесцентный материал, полученный по реакции горения (полупродукт), смешивают с сульфидирующей смесью состава: сера 25%, калий углекислый 20%, теллур 0,4% к массе полупродукта. Шихту прокаливают при температуре 1000°С в течение трех часов. Охлажденный люминофор отмывают водой и минеральной кислотой. Поверхность люминофора модифицируют.
Средний размер частиц люминофора - 0,7 мкм. Яркость свечения (при λвозб=313 нм) составляет 84% относительно яркости свечения крупнокристаллического типового образца.
Пример 7
Оксиды иттрия и европия, карбамид, тиокарбамид в мольном соотношении 1:0,07:8:2,6 растворяют в азотной кислоте. Далее раствор заливают в кварцевый тигель и нагревают до температуры 500-800°С (реакция горения). Люминесцентный материал, полученный по реакции горения (полупродукт), смешивают с сульфидирующей смесью состава: сера 25%, калий углекислый 20%, теллур 6% к массе полупродукта. Шихту прокаливают при температуре 1300°С в течение трех часов. Охлажденный люминофор отмывают водой и минеральной кислотой. Поверхность люминофора модифицируют.
Средний размер частиц люминофора - 0,6 мкм. Яркость свечения (при λвозб=313 нм) составляет 89% относительно яркости свечения крупнокристаллического типового образца.
Claims (4)
1. Способ получения люминофора на основе оксисульфида иттрия, активированного европием, включающий синтез полупродукта путем приготовления растворов нитратов иттрия и европия и последующего нагрева полученной смеси, приготовление шихты путем смешивания полученного полупродукта с сульфидирующим агентом, термообработку полученной шихты и модифицирование люминофора, отличающийся тем, что перед приготовлением растворов нитратов иттрия и европия добавляют карбамид и тиокарбамид и нагрев полученной смеси ведут до реакции горения, а после термообработки шихты и до модифицирования проводят отмывку люминофора
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в раствор для горения добавляют тиокарбамид в количестве 0,5-2,5 моль на 1 моль оксида иттрия.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в шихту дополнительно вводят теллур в количестве 0,5-5% к массе полупродукта,
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что термообработку шихты осуществляют при температуре 1100-1250°С.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005113810/15A RU2312122C2 (ru) | 2005-05-05 | 2005-05-05 | Способ синтеза люминофора на основе оксисульфида иттрия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005113810/15A RU2312122C2 (ru) | 2005-05-05 | 2005-05-05 | Способ синтеза люминофора на основе оксисульфида иттрия |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005113810A RU2005113810A (ru) | 2006-11-10 |
| RU2312122C2 true RU2312122C2 (ru) | 2007-12-10 |
Family
ID=37500654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005113810/15A RU2312122C2 (ru) | 2005-05-05 | 2005-05-05 | Способ синтеза люминофора на основе оксисульфида иттрия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2312122C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2730491C1 (ru) * | 2019-06-27 | 2020-08-24 | Акционерное общество Научно-производственное предприятие "Интеграл" | Неорганическое люминесцентное соединение, маркировка с использованием неорганического люминесцентного соединения и носитель информации с использованием неорганического люминесцентного соединения |
| RU2768468C1 (ru) * | 2020-12-01 | 2022-03-24 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Фотонные Технологические Системы" | Люминесцентная полимерная композитная пленка для визуализации ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения |
-
2005
- 2005-05-05 RU RU2005113810/15A patent/RU2312122C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2730491C1 (ru) * | 2019-06-27 | 2020-08-24 | Акционерное общество Научно-производственное предприятие "Интеграл" | Неорганическое люминесцентное соединение, маркировка с использованием неорганического люминесцентного соединения и носитель информации с использованием неорганического люминесцентного соединения |
| RU2768468C1 (ru) * | 2020-12-01 | 2022-03-24 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Фотонные Технологические Системы" | Люминесцентная полимерная композитная пленка для визуализации ультрафиолетового, видимого и инфракрасного излучения |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005113810A (ru) | 2006-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6238593B1 (en) | Rare-earth borate and its precursor, preparation processes and use of borate as luminophore | |
| JP2914602B2 (ja) | 希土類燐酸塩の製造法及びそれによって得られた生成物 | |
| US6544438B2 (en) | Preparation of high emission efficiency alkaline earth metal thiogallate phosphors | |
| Ji et al. | Combustion synthesis and photoluminescence of Ce3+-activated MHfO3 (M= Ba, Sr, or Ca) | |
| Yoshizawa et al. | Synthesis of Zn 2 SiO 4: Mn 2+ by homogeneous precipitation using propylene glycol-modified silane | |
| Zhang et al. | Facile synthesis of monodisperse YAG: Ce 3+ microspheres with high quantum yield via an epoxide-driven sol–gel route | |
| WO2005090513A1 (ja) | アルミン酸塩系蛍光体およびその製法 | |
| RU2312122C2 (ru) | Способ синтеза люминофора на основе оксисульфида иттрия | |
| US20050029495A1 (en) | Process for producing phosphors | |
| US4348299A (en) | Method for preparing inorganic sulfides | |
| US3586635A (en) | Process for the preparation of metal silicate phosphors | |
| CN105969350B (zh) | 一种蓝绿色长余辉发光材料及其制备方法 | |
| Ji et al. | Preparation and luminescent properties of nanocrystals of Ce3+-activated SrHfO3 | |
| CN107033897B (zh) | 一种近紫外光激发的氟掺杂的钨钼酸盐发光材料及合成方法 | |
| Shafia et al. | Combusion synthesis, structural and photo-physical characteristics of Eu 2+ and Dy 3+ co-doped SrAl 2 O 4 phosphor nanopowders | |
| CN114316957B (zh) | 一种蓝光激发的红色荧光材料及其制备方法和应用 | |
| US3562175A (en) | Gadolinium oxide particle growth in lithium oxide flux | |
| JPS5913625A (ja) | 希土類元素のオキシサルフアイドの製造法 | |
| KR101382823B1 (ko) | 란탄을 임의로 함유하는 세륨 및/또는 테르븀 포스페이트, 상기 포스페이트로부터 생성된 인광체 및 그의 제조 방법 | |
| DE10220292A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Lumineszenzmaterials mit hoher thermischer Löschtemperatur | |
| CN1255508C (zh) | 包含稀土元素硫化物的场发射白色发光材料及其制造方法 | |
| CN111944350A (zh) | 基于YAG Ce的暖白色荧光汽车涂漆及其制备方法 | |
| KR100351636B1 (ko) | 구상의 갈륨산아연계 형광체의 제조방법 | |
| JPS5921523A (ja) | 希土類元素のオキシサルフアイドの製造法 | |
| JP2010100763A (ja) | 蓄光性蛍光体の製造方法および蓄光性蛍光体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20080730 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080506 |