專利名稱：一種鋱摻雜鎢鉬酸鹽綠色熒光微晶的化學(xué)溶液制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于白鎢礦結(jié)構(gòu)發(fā)光材料，涉及一種新型綠色熒光體的研究，特別是涉及采用一種化學(xué)溶液方法制備鋱摻雜鎢鉬酸鹽固溶體新型綠色熒光微晶。
背景技術(shù)：
稀土元素具有獨(dú)特的4f電子層結(jié)構(gòu)和豐富的能級(jí)使其具有一般元素所無(wú)法比擬的光譜性質(zhì)。稀土發(fā)光材料具有吸收能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)換率高、可發(fā)射從紫外到紅外的光譜、在可見(jiàn)區(qū)有很強(qiáng)的發(fā)射能力、物理性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，因而在照明光源、彩色電視、計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代通信、測(cè)量技術(shù)、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)交通、航空航天及國(guó)防軍事等許多領(lǐng)域中都有著極其重要而廣泛的應(yīng)用。目前稀土發(fā)光材料研究多集中在紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉，這是因?yàn)椴还苁枪虘B(tài)照明光源還是彩色電視顯像管的顯示屏多是由紅色、綠色、藍(lán)色三基色熒光粉有機(jī)結(jié)合組成的。對(duì)于這三種熒光粉，在全色視頻顯示中，綠光亮度的貢獻(xiàn)最大，約占60%左右，因此綠粉的研究尤為重要。目前制備出的幾種綠熒光粉，大多數(shù)都是含稀土離子Tb3+的化合物，但它們都不同程度地存在不足。例如和Gd2O2SiTb3+的溫度特性不好、Y2SiO4ITb3+的色純度不高、InBO3ITb3+的余暉太長(zhǎng)、LaOCl Tb3+化學(xué)穩(wěn)定性欠佳等。只有Y3Al5O12:Tb3+(YAGiTb)表現(xiàn)出較好的性能。傳統(tǒng)的YAG: Tb綠粉的制備通常采用高溫固相法，溫度高達(dá)1500°C，但產(chǎn)物中仍有YAW3、Y4Al2O4和殘余的Al2O3等，影響熒光體的純度。而且這種方法得到的產(chǎn)物易成塊，需研磨才可使用，難以得到尺寸均勻和分布合理的微晶，不利于熒光粉在使用時(shí)鋪成致密、表面平滑、厚度均勻的熒光層，從而直接影響熒光體的顏色和亮度、影響熒光屏的分辨率。雖然后來(lái)人們對(duì)它的合成方法進(jìn)行了較為廣泛的研究，使產(chǎn)物純度有所提高，粒度有所減小，但仍不可避免的要采用高溫反應(yīng)，且制備過(guò)程復(fù)雜、條件不易控制。對(duì)于目前廣泛應(yīng)用的紅粉和藍(lán)粉也通常采用這種高溫固相法合成，因而同樣存在諸如產(chǎn)物不純、顆粒不均、尺寸過(guò)大等問(wèn)題，直接降低了熒光體效率。顯然，如何采用合適的制備技術(shù)去獲得形貌、尺寸和尺寸分布優(yōu)良的熒光粉，是目前發(fā)光材料研究的重點(diǎn)?；瘜W(xué)溶液制備方法是近幾年發(fā)展較為迅速的微納晶材料制備技術(shù)路線，該種方法制備條件溫和、環(huán)境影響小、能量和原料消耗少、不需要復(fù)雜的設(shè)備和工藝，可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物在分子水平上均勻混合，獲得具有特定組成、結(jié)構(gòu)和形貌的材料。水熱合成法是一種重要的、應(yīng)用廣泛的化學(xué)溶液制備方法，目前已有文獻(xiàn)報(bào)道采用水熱法合成了SrffO4, SrMoO4, CaMO4 =RE3+ (M=ff, Mo ；RE=Eu, Tb)等形式微晶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于采用一種化學(xué)溶液方法——水熱合成法來(lái)制備一類鋱摻雜鎢鉬酸鹽固溶體綠色熒光微晶，以解決現(xiàn)有綠色熒光體中存在的上述問(wèn)題。此方法操作簡(jiǎn)便，易于通過(guò)水熱反應(yīng)的溫度、溶液的PH值、濃度等條件的控制，得到物相純、粒度均一、顆粒尺寸合適、形貌規(guī)整、發(fā)光性能佳，具有實(shí)用性的鎢鉬酸鹽固溶體綠色微晶。
本發(fā)明所提供的鋱摻雜鎢鉬酸鹽固溶體綠色微晶通式可表示為=Aa 925 (WO4)a5 (MoO4) 0.5 ITb3V05 (A = Ca, Sr, Ba)。本發(fā)明是以鎢鉬酸鹽固溶體發(fā)光微晶A (WO4) 0.5 (MoO4) 0.5為基質(zhì)，把Tb3+摻入此基質(zhì)中。因?yàn)門b3+與堿土離子A2+具有相近的離子半徑和電負(fù)性，它可以部分取代A2+形成稀土摻雜鎢鉬酸鹽固溶體發(fā)光微晶。采用本發(fā)明方法制備的微晶顆粒均一、尺寸大小可調(diào)(隨堿土金屬離子A2+的不同而在廣8 μ m之間)，利于發(fā)光微晶使用時(shí)鋪成厚度均勻的熒光層。該固溶體微晶被紫外光激發(fā)后，發(fā)射銳線譜，呈現(xiàn)高純度和亮度的綠光。另外，本發(fā)明技術(shù)合成的鎢鉬酸鹽固溶體發(fā)光微晶中的作3+，還可以被其它的稀土離子，像Eu3+、Eu2+、Dy3+等代替，或者兩類甚至多類稀土離子共摻雜，從而得到發(fā)射不同顏色的熒光體。


圖1 是本發(fā)明所述方法制備的 Aa 925 (WO4)a5(MoO4)^Tb3Ytl5 (A = Ca2+，Sr2+，Ba2+)固溶體發(fā)光微晶的X射線衍射圖2是本發(fā)明所述方法制備的Α,^ΟΛ.^οΟΛγΤ Λ^ (A = Ca2+，Sr2+，Ba2+)固溶體發(fā)光微晶的掃描電鏡圖。圖3 是本發(fā)明所述方法制備的 Aa 925 (WO4)a5(MoO4)^Tb3Ytl5 (A = Ca2+，Sr2+，Ba2+)固溶體發(fā)光微晶的激發(fā)光譜；
圖4是本發(fā)明所述方法制備的Α,^ΟΛ.^οΟΛγΤ Λ^ (A = Ca2+，Sr2+，Ba2+)固溶體發(fā)光微晶的發(fā)射光譜；
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明以Na2W04、Na2MoO4、可溶性的堿土金屬硝酸鹽、六水氯化鋱等分析純?yōu)樵?，通過(guò)水熱法合成一種鋱摻雜Aa 975 (WO4)a5 (MoO4) ^Tb3Ytl5 (A = Ca2+，Sr2+，Ba2+)固溶體發(fā)光微
曰
曰曰ο本發(fā)明所用試劑有
Ca(NO3)2 · 4H20 分析純；Sr(NO3)2 分析純；Ba(NO3)2 分析純；TbCl3 · 6H20 分析純；Na2TO4 · 2H20 分析純； NaMoO4 · 2H20 分析純。本發(fā)明的具體實(shí)施過(guò)程如下
用分析純的Ca(NO3)2 MH2CKSr(NO3)2和Ba(NO3)2分別配制成0. 1-0. 5 mol/L的相應(yīng)溶液，TbCl3 · 6H20 配制成 0. 03-0. 08 mol/L 溶液，分析純的 Na2WO4 · 2H20 和 Na2MoO4 · 2H20 配制成0.2-0. 6 mol/L的相應(yīng)溶液。實(shí)施例1 :&。.975 (WO4) 0.5 (MoO4) 0.5 Tb3+0.05 微晶的制備
按一定量目標(biāo)體系C、975 (WO4) 0.5 (MoO4) 0.5 Tb3+0.05微晶所需原料的摩爾比，量取一定濃度相應(yīng)體積的Ca (NO3)2和作(13溶液于聚四氟乙烯燒杯中，然后分別加入相應(yīng)量的妝2冊(cè)4和Na2MoO4溶液，常溫?cái)嚢?5-30分鐘后將聚四氟乙烯燒杯放入高壓反應(yīng)釜中。在80-180°C下水熱反應(yīng)15-30小時(shí)后，自然冷卻至室溫。沉淀經(jīng)離心分離、去離子水清洗后于100-150°C烘干，即得到 CEia 975 (WO4)M(MoO4)a5 = Tb3+Q.Q5 微晶。實(shí)施例2 =Ba0.975 (WO4)。.5 (MoO4)。. 5 Tb3+。.05 微晶的制備
除將Ca (NO3) 2換成Ba (NO3) 2外，其余的按實(shí)施例1工藝，制備Ba0.975 (WO4) 0.5 (MoO4) 0.5 Tb3+0.05 微晶。實(shí)施例 3 Sr0.975 (WO4) 0.5 (MoO4) 0.5:Tb3+0.05 微晶的制備
除將Ca(NO3)2換成Sr(NO3)2外，其余的按實(shí)施例1工藝，制備Sr0.975 (WO4)0.5(MoO4)0.5T
b3+o.05 微晶。
權(quán)利要求
1.一種鋱摻雜鎢鉬酸鹽綠色熒光微晶的化學(xué)溶液制備方法，其特征是①該鋱摻雜鎢鉬酸鹽綠色熒光微晶為白鎢礦型結(jié)構(gòu)，該綠色微晶用化學(xué)通式Aa 925 (WO4)a5 (MoO4)a5: ν+α(15來(lái)表示，式中A = Ca, Sr, Ba ；②該化學(xué)溶液制備方法為水熱合成法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鋱摻雜鎢鉬酸鹽綠色熒光微晶的化學(xué)溶液制備方法，其特征是所述水熱合成法反應(yīng)溫度范圍為80-180°C，水熱反應(yīng)時(shí)間為15-30小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利1要求所述鋱摻雜鎢鉬酸鹽綠色熒光微晶的化學(xué)溶液制備方法，其特征是所述 Na2WO4, Na2Mo04、堿土金屬硝酸鹽即 Ca (NO3) 2 · 4H20、Sr (NO3) 2、Ba (NO3) 2、稀土鹽即TbCl3均為分析純。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述鋱摻雜鎢鉬酸鹽綠色熒光微晶的化學(xué)溶液制備方法，其特征是配制的Ca (NO3) 2、Sr (NO3)2和Ba (NO3) 2溶液的濃度為0. 1-0. 5 mol/L ；配制的TbCl3溶液濃度為 0. 03-0. 08 mol/L ；配制的 Na2WO4 和 Na2MoO4 溶液的濃度為 0. 2-0. 6 mol/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種化學(xué)溶液方法制備一種新型綠色熒光微晶。本發(fā)明提供的綠色微晶可用通式A0.925(WO4)0.5(MoO4)0.5:Tb3+0.05來(lái)表示，式中A=Ca,Sr,Ba。按以下步驟進(jìn)行按制備一定量目標(biāo)體系A(chǔ)0.925(WO4)0.5(MoO4)0.5:Tb3+0.05微晶所需各種原料的摩爾比，量取一定濃度相應(yīng)體積的A(NO3)2,TbCl3溶液于聚四氟乙烯燒杯中，然后再分別加入相應(yīng)量的Na2MoO4和Na2WO4溶液，常溫?cái)嚢?5-30分鐘后將聚四氟乙烯燒杯放入高壓反應(yīng)釜中。在80-180℃下水熱反應(yīng)15-30小時(shí)后，自然冷卻至室溫。沉淀經(jīng)離心分離、去離子水清洗后于100-150℃烘干即得到A0.925(WO4)0.5(MoO4)0.5:Tb3+0.05固溶體發(fā)光微晶。本發(fā)明環(huán)保節(jié)能，制備工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，反應(yīng)溫度低。該方法制備的鋱摻雜鎢鉬酸鹽綠色熒光微晶物相純、粒度均一、顆粒尺寸合適、形貌規(guī)整、呈現(xiàn)高純度和亮度的綠光，具有較好的實(shí)用性。
文檔編號(hào)C09K11/68GK102382643SQ20111026029
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者李林奕, 李陽(yáng), 畢劍, 秦丹, 賃敦敏, 賴欣, 高道江, 魏艷艷 申請(qǐng)人:四川師范大學(xué)