RU2617348C1 - Способ получения люминофора фосфата лантана, активированного церием и тербием - Google Patents
Способ получения люминофора фосфата лантана, активированного церием и тербием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2617348C1 RU2617348C1 RU2016110625A RU2016110625A RU2617348C1 RU 2617348 C1 RU2617348 C1 RU 2617348C1 RU 2016110625 A RU2016110625 A RU 2016110625A RU 2016110625 A RU2016110625 A RU 2016110625A RU 2617348 C1 RU2617348 C1 RU 2617348C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mol
- terbium
- cerium
- lanthanum
- extract
- Prior art date
Links
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 40
- GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N terbium atom Chemical compound [Tb] GZCRRIHWUXGPOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 38
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 title abstract description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 title 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 title 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims abstract description 5
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 60
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 41
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 26
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 11
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- OSUPRVCFDQWKQN-UHFFFAOYSA-N cerium;nitric acid Chemical compound [Ce].O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O OSUPRVCFDQWKQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 3
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 claims 3
- QVMHUALAQYRRBM-UHFFFAOYSA-N [P].[P] Chemical compound [P].[P] QVMHUALAQYRRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 9
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 5
- NIAAUYARBNQFTM-UHFFFAOYSA-K [O-]P([O-])([O-])=O.OP(O)(O)=O.P.[La+3] Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O.OP(O)(O)=O.P.[La+3] NIAAUYARBNQFTM-UHFFFAOYSA-K 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 13
- LQFNMFDUAPEJRY-UHFFFAOYSA-K lanthanum(3+);phosphate Chemical compound [La+3].[O-]P([O-])([O-])=O LQFNMFDUAPEJRY-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical class [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 7
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- YJVUGDIORBKPLC-UHFFFAOYSA-N terbium(3+);trinitrate Chemical compound [Tb+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O YJVUGDIORBKPLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N diphenyl ether Chemical compound C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 3
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FYDKNKUEBJQCCN-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);trinitrate Chemical compound [La+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O FYDKNKUEBJQCCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- DIAIBWNEUYXDNL-UHFFFAOYSA-N n,n-dihexylhexan-1-amine Chemical compound CCCCCCN(CCCCCC)CCCCCC DIAIBWNEUYXDNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- -1 rare earth phosphates Chemical class 0.000 description 2
- BPIUIOXAFBGMNB-UHFFFAOYSA-N 1-hexoxyhexane Chemical compound CCCCCCOCCCCCC BPIUIOXAFBGMNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000388 Polyphosphate Polymers 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- GCAAQROFKRZNKT-UHFFFAOYSA-N [Tb].[Ce] Chemical compound [Tb].[Ce] GCAAQROFKRZNKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- VYLVYHXQOHJDJL-UHFFFAOYSA-K cerium trichloride Chemical class Cl[Ce](Cl)Cl VYLVYHXQOHJDJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- KKEZAVVOJGHSFU-UHFFFAOYSA-N diazanium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O KKEZAVVOJGHSFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K lanthanum(iii) chloride Chemical compound Cl[La](Cl)Cl ICAKDTKJOYSXGC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000001205 polyphosphate Substances 0.000 description 1
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- GFISHBQNVWAVFU-UHFFFAOYSA-K terbium(iii) chloride Chemical compound Cl[Tb](Cl)Cl GFISHBQNVWAVFU-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
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
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при изготовлении люминесцентных покрытий для ламп низкого давления. Сначала смешивают органические экстракты лантана, церия и тербия из азотнокислых растворов в мольном соотношении 0,8:0,15:0,05, соответственно, и в объемном соотношении 7:1:0,8, соответственно. Объединенный экстракт смешивают с трибутилфосфатом в объемном соотношении, равном соответственно (48-50) к 1, и проводят пиролиз этой смеси при 600-700 °С в течение 2 часов. Полученный люминофор фосфат лантана, активированный церием и тербием, имеет состав La0,8Ce0,15Tb0,05PO4, обладает максимальной интенсивностью люминесценции в области 530-560 нм и представляет собой нанодисперсный порошок с размерами частиц 40 нм.
3 з.п. ф-лы, 6 пр.
Description
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к технологии получения люминофоров на основе фосфатов редкоземельных элементов (РЗЭ), применяемых при создании люминесцентных покрытий для ламп низкого давления.
Известен способ получения фосфата лантана, активированного церием и тербием (патент США №5314641), осаждением фосфатов указанных РЗЭ из суспензии их оксалатов фосфатом аммония. Полученную смесь, нагретую до 100°С, выдерживают в течение 4 часов, после чего фильтруют и сушат. Высушенный порошок прокаливают при 900°С, в результате получают люминофор фосфат лантана, активированный церием и тербием.
Недостатком указанного способа является длительность процесса и высокая температура прокаливания.
Известен способ получения фосфата лантана, активированного церием и тербием (патент США №5340556), согласно которому к раствору фосфата аммония добавляют раствор нитратов РЗЭ, после чего реакционную смесь подвергают созреванию в течение 4 часов при 80°С. Полученный осадок отделяют фильтрованием, промывают, сушат и прокаливают при 900°С.
Недостатком указанного способа является длительность процесса и высокая температура прокаливания.
Известен способ получения фосфата лантана, активированного церием и тербием (патент США №5091110), согласно которому к раствору нитратов РЗЭ приливают раствор диаммонийдигидрофосфата. Полученный осадок промывают и сушат при 120°С в течение ночи. Полученный порошок измельчают, смешивают с гидрофосфатом натрия и прокаливают при 1200°С в течение 3 часов в атмосфере азота и водорода. Обожженный осадок охлаждают, измельчают и промывают в растворе 2%-ной азотной кислоты. Раствор в течение 4 часов фильтруют, промывают полученный продукт в горячей деионизированной воде, сушат в течение ночи при 120°С и просеивают через сито из нержавеющей стали 200 меш.
Недостатками способа являются многостадийность, длительность процесса и высокая температура прокаливания.
Известен способ получения фосфата лантана, активированного церием и тербием (K. Kompe, Н. Borchert, J. Storz at al. Angew. Chem. Int. Ed. 2003. 42. 5513-5516). Способ осуществляют следующим образом. К раствору хлоридов тербия и церия в метаноле добавляют трибутилфосфат (ТБФ), смесь перемешивают, отгоняют метанол и добавляют дифениловый эфир, после чего отгоняют под вакуумом при 50-80°С выделившуюся воду. К полученной смеси добавляют тригексиламин и раствор безводной фосфорной кислоты в дигексиловом эфире. Отдельно раствор хлорида лантана в метаноле смешивают с трибутилфосфатом, отгоняют метанол и полученный осадок растворяют в дифениловом эфире, после чего отгоняют воду под вакуумом (при 50-80°С), оставшийся раствор смешивают с тригексиламином и по каплям в течение 2 часов добавляют к раствору, содержащему церий и тербий. Полученную смесь нагревают при 200°С в течение 14 часов. В результате получают порошок фосфата лантана, активированного церием и тербием.
Недостатком способа является сложность и длительность осуществления процесса, а также необходимость использования высокотоксичных метанольных растворов.
В качестве прототипа выбран способ получения люминофора фосфата лантана, активированного церием и тербием (A. Samilian, G.R. Fern, R. Withnal, J. Silver / A novel method for the preparation of non-agglomerated nanometer sized particles of lanthanum phosphate phosphors utilizing a high surface area support in the fining process. J. Mater. Chem. 2012. v. 22. p.p. 21529-21532).
Способ осуществляют следующим образом. Нитраты лантана и церия, хлорид тербия и лимонную кислоту растворяют в метаноле с последующим добавлением стеариновой кислоты. Этот раствор перемешивают в течение 2 часов и добавляют к нему фосфорную кислоту или фосфат аммония. После этого перемешивают смесь в течение еще 2 часов. После фильтрации полученный продукт обжигают при температуре 1050°С в течение 10 минут.
Затем полученный продукт помещают в изопропанол и диспергируют ультразвуком. После удаления изопропанола получают порошок фосфата лантана, активированного церием и тербием.
Недостатком способа-прототипа является высокая температура процесса, а также необходимость использования высокотоксичных метанольных растворов.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно упрощение способа получения фосфата лантана, активированного церием и тербием.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе получения фосфата лантана, активированного церием и тербием, включающем смешение растворов, содержащих лантан, церий и тербий в органической среде, и пиролиз полученной смеси, согласно изобретению в качестве органических растворов используют экстракты лантана, церия и тербия из азотнокислых растворов, которые смешивают в мольном соотношении, равном соответственно 0,8:0,15:0,05, и в объемном соотношении, равном соответственно 7:1:0,8, после чего полученный объединенный экстракт смешивают с трибутилфосфатом в объемном соотношении, равном (48-50) к 1, а пиролиз полученной смеси осуществляют при 600-700°С.
Заявляемый способ осуществляют следующим образом.
Экстракцию тербия и лантана осуществляют из азотнокислых растворов (концентрация тербия 6,6⋅10-3 моль/л, лантана 0,012 моль/л) бензольными растворами, содержащими ацетилацетон 1,95-2,0 моль/л и фенантролин 0,0167-0,02 моль/л, с предварительным добавлением в водную фазу аммиака до рН 7,0-7,5, соотношение фаз при экстракции равно 1 к 1 (например, 100 мл азотнокислого раствора тербия или азотнокислого раствора лантана и 100 мл смеси ацетилацетона и фенантролина в бензоле). Предложенный интервал концентраций экстрагентов для тербия и лантана и соотношение фаз 1 к 1 обеспечивает максимальное (близкое к 100%) извлечение металлов в органическую фазу. Концентрация экстрагентов: ацетилацетона ниже 1,95 моль/л и фенантролина ниже 0,0167 моль/л приводит к снижению коэффициентов распределения металлов. Повышение концентрации экстрагентов ацетилацетона более 2,0 моль/л, а фенантролина более 0,02 моль/л нецелесообразно из-за потерь экстрагентов. После экстракции фазы разделяют. Полученные органические фазы содержат 6,6⋅10-3 моль/л тербия и 0,012 моль/л лантана.
Экстракцию церия осуществляют из азотнокислых растворов (концентрация церия 0,015 моль/л) бензольным раствором, содержащим ацетилацетон 1,95-2,0 моль/л и капроновую кислоту 1,4-1,6 моль/л с предварительным добавлением в водную фазу аммиака до рН 7,0-7,5, соотношение фаз при экстракции равно 1 к 1 (например, 100 мл азотнокислого раствора церия и 100 мл смеси ацетилацетона и капроновой кислоты в бензоле). После экстракции фазы разделяют. Содержание церия в полученной органической фазе 0,015 моль/л. Предложенный интервал концентраций экстрагентов для церия также обеспечивает максимальное (близкое к 100%) извлечение металлов в органическую фазу. Концентрация экстрагентов: капроновой кислоты ниже 1,4 моль/л и ацетилацетона ниже 1,95 моль/л приводит к снижению коэффициентов распределения металлов. Повышение концентрации экстрагентов: капроновой кислоты более 1,6 моль/л, а ацетилацетона более 2,0 моль/л нецелесообразно из-за потерь экстрагентов.
Полученные экстракты, содержащие лантан, церий и тербий, смешивают в объемном соотношении 7:1:0,8 соответственно. К полученному раствору добавляют трибутилфосфат в объемном соотношении: объединенный экстракт к ТБФ, равном (48-50) к 1. Увеличение или снижение этого соотношения приводит к снижению интегральной интенсивности люминесценции люминофора. Далее из полученного смешанного раствора отгоняют бензол и остаток обжигают при 600-700°С в течение 2 часов. Интервал объемного соотношения растворов: объединенный экстракт к ТБФ, равный (48-50) к 1, обеспечивает получение нанодисперсного порошка фосфата лантана, активированного церием и тербием состава La0,8Ce0,15Tb0,05PO4, обладающего максимальной интенсивностью люминесценции в области 530-560 нм.
Увеличение температуры выше 700°С экономически нецелесообразно, а понижение температуры пиролиза ниже 600°С приводит к образованию рентгеноаморфной массы, не обладающей люминесцентными свойствами.
Технический результат изобретения в сравнении со способом-прототипом заключается в упрощение процесса за счет снижения температуры обжига. Кроме того, заявляемый способ исключает использование высокотоксичного метилового спирта.
Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается следующими примерами.
Пример 1. Азотнокислый раствор лантана с концентрацией лантана 0,012 моль/л экстрагируют бензольным смешанным раствором ацетилацетона (1,95 моль/л) и фенантролина (0,0167 моль/л) с предварительным добавлением в водную фазу аммиака до рН 7,0-7,5, соотношение фаз при экстракции равно 1 к 1 (100 мл азотнокислого раствора лантана и 100 мл смеси ацетилацетона и фенантролина в бензоле). Фазы интенсивно перемешивают при комнатной температуре в течение 30 минут на механическом встряхивателе SK-30 (Корея), после чего фазы разделяют, лантан полностью переходит в органическую фазу. Концентрация лантана в экстракте составляет также 0,012 моль/л.
Азотнокислый раствор тербия с концентрацией тербия 6,6⋅10-3 моль/л экстрагируют бензольным смешанным раствором ацетилацетона (1,95 моль/л) и фенантролина (0,0167 моль/л) с предварительным добавлением в водную фазу аммиака до рН 7,0-7,5, соотношение фаз при экстракции равно 1 к 1 (100 мл азотнокислого раствора тербия и 100 мл смеси ацетилацетона и фенантролина в бензоле). Фазы интенсивно перемешивают при комнатной температуре в течение 30 минут на механическом встряхивателе SK-30 (Корея), после чего фазы разделяют, тербий полностью переходит в органическую фазу (95 мл). Концентрация тербия в экстракте составляет также 6,6⋅10-3 моль/л.
Азотнокислый раствор церия с концентрацией церия 0,015 моль/л экстрагируют бензольным смешанным раствором капроновой кислоты (1,59 моль/л) и ацетилацетона (1,95 моль/л) с предварительным добавлением в водную фазу аммиака до рН 7,0-7,5, соотношение фаз при экстракции равно 1 к 1 (100 мл азотнокислого раствора церия и 100 мл смеси капроновой кислоты и ацетилацетона в бензоле). Фазы интенсивно перемешивают при комнатной температуре в течение 30 минут на механическом встряхивателе SK-30 (Корея), после чего фазы разделяют, церий полностью переходит в органическую фазу.
Концентрация церия в экстракте составляет также 0,015 моль/л.
Затем 10 мл экстракта церия (0,015 моль/л) смешивают с 8 мл экстракта тербия (6,6⋅10-3 моль/л) и 70 мл экстракта лантана (0,012 моль/л) (мольное отношение La : Ce : Tb = 0,8:0,15:0,05). К смеси добавляют 1,82 мл ТБФ концентрацией 3,676 моль/л (объемное соотношение: объединенный экстракт к ТБФ равно 48,3:1), упаривают для отгонки растворителя при температуре 80°С. Полученную смесь подвергают термообработке при температуре 600°С. Время обжига 2 часа. В результате получают нанодисперсный порошок с размерами частиц 40 нм состава La0,8Ce0,15Tb0,05PO4, который является люминофором в зеленой области спектра (530-560 нм) с относительной интенсивностью 600 ед.
Пример 2. Азотнокислый раствор лантана с концентрацией лантана 0,012 моль/л экстрагируют бензольным смешанным раствором ацетилацетона (1,0 моль/л) и фенантролина (0,01 моль/л) с предварительным добавлением в водную фазу аммиака до рН 7,0-7,5, соотношение фаз при экстракции равно 1 к 1 (100 мл азотнокислого раствора лантана и 100 мл смеси ацетилацетона и фенантролина в бензоле). Фазы интенсивно перемешивают при комнатной температуре в течение 30 минут на механическом встряхивателе SK-30 (Корея), после чего фазы разделяют. Концентрация лантана в экстракте составляет 0,005 моль/л.
Азотнокислый раствор тербия с концентрацией тербия 6,6⋅10-3 моль/л экстрагируют бензольным смешанным раствором ацетилацетона (1,95 моль/л) и фенантролина (0,0167 моль/л) с предварительным добавлением в водную фазу аммиака до рН 7,0-7,5, соотношение фаз при экстракции равно 1 к 1 (100 мл азотнокислого раствора тербия и 100 мл смеси ацетилацетона и фенантролина в бензоле). Фазы интенсивно перемешивают при комнатной температуре в течение 30 минут на механическом встряхивателе SK-30 (Корея), после чего фазы разделяют, тербий полностью переходит в органическую фазу (95 мл). Концентрация тербия в экстракте составляет также 6,6⋅10-3 моль/л.
Азотнокислый раствор церия с концентрацией церия 0,015 моль/л экстрагируют бензольным смешанным раствором капроновой кислоты 1,59 моль/л и ацетилацетона 1,95 моль/л с предварительным добавлением в водную фазу аммиака до рН 7,0-7,5, соотношение фаз при экстракции равно 1 к 1 (100 мл азотнокислого раствора церия и 100 мл смеси капроновой кислоты и ацетилацетона в бензоле). Фазы интенсивно перемешивают при комнатной температуре в течение 30 минут на механическом встряхивателе SK-30 (Корея), после чего фазы разделяют. Концентрация церия в экстракте составляет также 0,015 моль/л.
Затем 10 мл экстракта церия (0,015 моль/л) смешивают с 8 мл экстракта тербия (6,6⋅10-3 моль/л) и 70 мл экстракта лантана (0,005 моль/л) (мольное отношение La : Ce : Tb = 0,35:0,15:0,05). К смеси добавляют 1,82 мл ТБФ концентрацией 3,676 моль/л (объемное соотношение: объединенный экстракт к ТБФ равно 48,3 к 1), упаривают для отгонки растворителя при температуре 80°С. Полученную смесь подвергают термообработке при температуре 600°С. Время обжига 2 часа. В результате получают нанодисперсный порошок с размерами частиц 40 нм, который является люминофором в зеленой области спектра (530-560 нм) с относительной интенсивностью 50 ед.
Таким образом, снижение концентрации лантана в экстракте из-за снижения концентрации экстрагентов (ацетилацетона и фенантролина) приводит к изменению состава конечного продукта, в результате чего интенсивность люминесценции или снижается или люминесценции вообще не наблюдается (к таким же результатам приводит снижение концентрации экстрагентов для тербия и церия).
Пример 3. К смеси экстрактов, полученных, как описано в примере №1, содержащей 10 мл экстракта церия (0,015 моль/л), 8 мл экстракта тербия (6,6⋅10-3 моль/л) и 70 мл экстракта лантана (0,012 моль/л) (мольное отношение La : Ce : Tb = 0,8:0,15:0,05), добавляют 4 мл ТБФ концентрацией 3,676 моль/л (объемное соотношение: объединенный экстракт к ТБФ равно 22 к 1), упаривают для отгонки растворителя при температуре 80°С. Полученную смесь подвергают термообработке при температуре 700°С. Время обжига 2 часа. В результате получают смесь полифосфатов РЗЭ, которые не проявляют люминесценцию в зеленой области спектра.
Пример 4. К смеси экстрактов, полученных, как описано в примере №1, содержащей 10 мл экстракта церия (0,015 моль/л), 8 мл экстракта тербия (6,6⋅10-3 моль/л) и 70 мл экстракта лантана (0,012 моль/л), добавляют 1 мл ТБФ концентрацией 3,676 моль/л (объемное соотношение: объединенный экстракт к ТБФ равно 88 к 1), упаривают для отгонки растворителя при температуре 80°С. Полученную смесь подвергают термообработке при температуре 700°С. Время обжига 2 часа. В результате получают смесь фосфатов и оксидов РЗЭ, которые проявляют люминесценцию в зеленой области спектра с интенсивностью менее 20% от интенсивности люминофора, полученного в примере №1.
Пример 5. К смеси экстрактов, полученных, как описано в примере №1, содержащей 10 мл экстракта церия (0,015 моль/л), 8 мл экстракта тербия (6,6⋅10-3 моль/л) и 70 мл экстракта лантана (0,012 моль/л) (мольное отношение La : Ce : Tb равно 0,8:0,15:0,05), добавляют 1,82 мл ТБФ концентрацией 3,676 моль/л (объемное соотношение: объединенный экстракт к ТБФ равно 88 к 1,82. т.е 48,3 к 1) и упаривают для отгонки растворителя при температуре 80°С. Полученную смесь подвергают термообработке при температуре 700°С. Время обжига 2 часа. В результате получают нанодисперсный порошок с размерами частиц 40 нм состава La0,8Ce0,15Tb0,05PO4, который является люминофором в зеленой области спектра (530-560 нм.) с относительной интенсивностью 600 ед.
Пример 6. К смеси экстрактов, полученных, как описано в примере №1, содержащей 10 мл экстракта церия (0,015 моль/л), 8 мл экстракта тербия (6,6⋅10-3 моль/л) и 70 мл экстракта лантана (0,012 моль/л) (мольное отношение La : Ce : Tb равно 0,8:0,15:0,05:), добавляют 1,82 мл ТБФ концентрацией 3,676 моль/л (объемное соотношение: объединенный экстракт к ТБФ равно 88 к 1,82. т.е 48,35 к 1) и упаривают для отгонки растворителя при температуре 80°С. Полученную смесь подвергают термообработке при температуре 500°С (менее заявленного интервала). Время обжига 2 часа. В результате получают рентгеноаморфный слипшийся продукт, который не является люминофором в зеленой области спектра.
Claims (4)
1. Способ получения люминофора фосфата лантана, активированного церием и тербием, включающий смешение растворов, содержащих лантан, церий и тербий, в органической среде и пиролиз полученной смеси, отличающийся тем, что в качестве растворов используют органические экстракты лантана, церия и тербия из азотнокислых растворов, которые смешивают в мольном соотношении, равном соответственно 0,8:0,15:0,05, и в объемном соотношении, равном соответственно 7:1:0,8, после чего полученный объединенный экстракт смешивают с трибутилфосфатом в объемном соотношении, равном соответственно (48-50) к 1, а пиролиз полученной смеси осуществляют при 600-700°С.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для приготовления экстракта лантана его экстрагируют бензольным раствором, содержащим ацетилацетон (1,95-2 моль/л) и фенантролин (0,0167-0,02 моль/л), из азотнокислого водного раствора лантана (0,012 моль/л) с предварительным добавлением в водную фазу аммиака до рН 7,0-7,5 в соотношении фаз 1 к 1, после расслаивания фаз органическую фазу отделяют.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для приготовления экстракта тербия его экстрагируют бензольным раствором, содержащим ацетилацетон (1,95-2 моль/л) и фенантролин (0,0167-0,02 моль/л), из азотнокислого водного раствора тербия (6,6⋅10-3 моль/л) с предварительным добавлением в водную фазу аммиака до рН 7,0-7,5 в соотношении фаз 1 к 1, после расслаивания фаз органическую фазу отделяют.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для приготовления экстракта церия его экстрагируют бензольным раствором, содержащим капроновую кислоту (1,4-1,6 моль/л) и ацетилацетон (1,95-2 моль/л), из азотнокислого водного раствора церия (0,015 моль/л) с предварительным добавлением в водную фазу аммиака до рН 7,0-7,5 в соотношении фаз 1 к 1, после расслаивания фаз органическую фазу отделяют.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016110625A RU2617348C1 (ru) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | Способ получения люминофора фосфата лантана, активированного церием и тербием |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016110625A RU2617348C1 (ru) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | Способ получения люминофора фосфата лантана, активированного церием и тербием |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2617348C1 true RU2617348C1 (ru) | 2017-04-24 |
Family
ID=58643152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016110625A RU2617348C1 (ru) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | Способ получения люминофора фосфата лантана, активированного церием и тербием |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2617348C1 (ru) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4764301A (en) * | 1986-02-25 | 1988-08-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Phosphor |
| US5091110A (en) * | 1990-05-14 | 1992-02-25 | Gte Products Corporation | Method of making lanthanum cerium terbium phosphate phosphor |
| US5314641A (en) * | 1991-07-19 | 1994-05-24 | Rhone-Poulenc Chimie | Production of crystallites of cerium/lanthanum/terbium phosphates from insoluble rare earth salts |
| US5340556A (en) * | 1991-02-04 | 1994-08-23 | Rhone-Poulenc Chimie | Cerium/lanthanum/terbium mixed phosphates |
| RU93038472A (ru) * | 1993-07-27 | 1997-01-27 | Акционерное общество открытого типа "Люминофор" | Способ получения люминофора фосфата, силиката лантана, активированного церием, тербием |
| WO2000001784A1 (en) * | 1998-07-06 | 2000-01-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Small particle blue emitting lanthanum phosphate based phosphors for display and lamp applications and method of making |
| US20110272632A1 (en) * | 2008-11-20 | 2011-11-10 | Rhodia Operations | Cerium and/or terbium phosphate optionally with lanthanum, phosphor resulting from said phosphate and methods for preparing same |
-
2016
- 2016-03-22 RU RU2016110625A patent/RU2617348C1/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4764301A (en) * | 1986-02-25 | 1988-08-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Phosphor |
| US5091110A (en) * | 1990-05-14 | 1992-02-25 | Gte Products Corporation | Method of making lanthanum cerium terbium phosphate phosphor |
| US5340556A (en) * | 1991-02-04 | 1994-08-23 | Rhone-Poulenc Chimie | Cerium/lanthanum/terbium mixed phosphates |
| US5314641A (en) * | 1991-07-19 | 1994-05-24 | Rhone-Poulenc Chimie | Production of crystallites of cerium/lanthanum/terbium phosphates from insoluble rare earth salts |
| RU93038472A (ru) * | 1993-07-27 | 1997-01-27 | Акционерное общество открытого типа "Люминофор" | Способ получения люминофора фосфата, силиката лантана, активированного церием, тербием |
| WO2000001784A1 (en) * | 1998-07-06 | 2000-01-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Small particle blue emitting lanthanum phosphate based phosphors for display and lamp applications and method of making |
| US20110272632A1 (en) * | 2008-11-20 | 2011-11-10 | Rhodia Operations | Cerium and/or terbium phosphate optionally with lanthanum, phosphor resulting from said phosphate and methods for preparing same |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ALIREZA SALIMIAN et al, A novel method for the preparation of non-agglomerated nanometre sized particles of lanthanum phosphate phosphors utilising a high surface area support in the firing process, J. Mater. Chem., 2012, v. 22, p.p. 21529-21532. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dhananjaya et al. | Hydrothermal synthesis of Gd2O3: Eu3+ nanophosphors: Effect of surfactant on structural and luminescence properties | |
| JPH04338105A (ja) | セリウムランタンテルビウム混合燐酸塩及びその製造方法 | |
| CN106544025B (zh) | 一种稀土掺杂的硫氧化钆荧光粉的制备方法 | |
| JPH0811691B2 (ja) | イットリウム／ユウロピウム含有共沈体球形微粒子の製造方法、その共沈体焼成球形微粒子及び蛍光体 | |
| Song et al. | OH− ions-controlled synthesis and upconversion luminescence properties of NaYF4: Yb3+, Er3+ nanocrystals via oleic acid-assisted hydrothermal process | |
| Bharat et al. | Synthesis and luminescent properties of trivalent rare-earth (Eu3+, Tb3+) ions doped nanocrystalline AgLa (PO3) 4 polyphosphates | |
| Chang et al. | Fabrication of Microcrystalline NaPbLa (WO4) 3: Yb Yb3+/Ho3+ Phosphors and Their Upconversion Photoluminescent Characteristics | |
| Silva et al. | Evaluation of europium-doped HA/β-TCP ratio fluorescence in biphasic calcium phosphate nanocomposites controlled by the pH value during the synthesis | |
| RU2617348C1 (ru) | Способ получения люминофора фосфата лантана, активированного церием и тербием | |
| JP6509183B2 (ja) | リン酸塩蛍光体の製造方法 | |
| Srivastava et al. | Borohydride synthesis strategy to fabricate YBO 3: Eu 3+ nanophosphor with improved photoluminescence characteristics | |
| Wanjun et al. | Photoluminescence properties Pr3+ and Bi3+-codoped CaTiO3 phosphor prepared by a peroxide-based route | |
| Larionov et al. | Synthesis of Octafluorobiphenyl-4, 4′-dicarboxylic acid and photoluminescent compounds based thereon | |
| Herden et al. | Vacuum-UV excitation and visible luminescence of nano-scale and micro-scale NaLnF4: Pr3+ (Ln= Y, Lu) | |
| CN110330666B (zh) | 基于2-(4-吡啶基)对苯二甲酸的稀土金属-有机框架荧光传感材料、制备方法及应用 | |
| CN101284657A (zh) | 一种掺铕钒磷酸钇纳米荧光粉的合成方法 | |
| Vanetsev et al. | Microwave hydrothermal synthesis of nanodispersed YV1− x P x O4: Eu powders | |
| CN116041389A (zh) | 一种多酸基稀土配合物发光材料及其制备方法 | |
| Chen et al. | Photoluminescence properties of YBO3: Eu3+ phosphors prepared via the solvothermal synthesis under supercritical conditions | |
| Steblevskaya et al. | Luminophores based on lanthanide phosphates obtained by extraction pyrolytic method | |
| Chen et al. | Controlled synthesis and luminescent properties of Eu2+ (Eu3+), Dy3+-doped Sr3Al2O6 phosphors by hydrothermal treatment and postannealing approach | |
| CN106590631B (zh) | 一种稀土掺杂纳米柠檬酸钙荧光粉及其制备方法 | |
| Huong et al. | Structural and luminescent properties of (Eu, Tb) PO4· H2O nanorods/nanowires prepared by microwave technique | |
| KR100996394B1 (ko) | 금속 화합물 입자의 제조 방법 | |
| Shi et al. | Hydrothermal synthesis and luminescence property of nanoscaled BiPO4: Eu3+ powders |