一種室溫下合成高發光強度鎢酸鈣微晶的制備方法
【專利摘要】一種室溫下合成高發光強度鎢酸鈣微晶的制備方法，包括以下步驟：(1)將鎢酸鈉溶于去離子水中配成摩爾濃度為0.05～1.00mol/L的溶液A，接著將氯化鈣溶于去離子水中配成摩爾濃度為0.05～1.00mol/L的溶液B，其中，配制的溶液A與溶液B的體積比為1∶1；(2)然后將三甘醇在磁力攪拌下加入配制的溶液A中，接著在磁力攪拌下將配制的溶液B加入三甘醇與溶液A的混合溶液中，整個反應體系中，三甘醇與混合溶液中去離子水的體積比為1∶1～1∶8，繼續常溫下攪拌反應20～120分鐘，然后在常溫下靜置使白色沉淀完全沉積在反應容器底部；(3)去掉上層清液，離心、分離沉淀，然后用水和有機溶劑洗滌沉淀；(4)沉淀放在真空干燥箱內50℃～100℃下干燥2～6小時即成，即成。本發明制備的鎢酸鈣發光強度遠高于普通沉淀法制備的鎢酸鈣，而且也具有產率高、形貌規則、尺寸均一、分散性好、穩定性好的特點。
【專利說明】—種室溫下合成高發光強度鎢酸鈣微晶的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鎢酸鈣微晶的制備方法，具體涉及一種室溫下合成高發光強度鎢酸鈣微晶的制備方法。
【背景技術】
[0002]鎢酸鈣是一種典型的白激活發光材料，具有穩定的物理化學性質。由于0^04具有特有的光學性能，可被用作磷光體、放射強度閃爍計數材料和激光器基質材料等方面；若將稀土離子仙' 等作為激發劑，摻入鎢酸鈣材料中，可使(?肌)4產生紅色長余輝發光，從而獲得重要的應用。
[0003]目前，對于0！104納米晶的研究還比較少，而鎢酸鈣微納米材料的制備方法主要有高溫固相法、均相共沉淀法、水熱法、溶膠-凝膠法、燃燒合成法、微乳液法等，其中，高溫固相法能耗大，反應時間長且不完全，使得產物粒徑偏大，分布不均勻，比較容易出現團聚現象，影響發光強度。均相共沉淀法對原料的純度要求高，合成路線長，過程中已引入雜質，呈膠體狀的沉淀難于洗滌和過濾，沉淀劑的選擇較復雜，導致發光強度不高。水熱法需在較高溫和壓力下進行，對設備要求較高。溶膠-凝膠法成本相對較高，處理操作復雜且制備周期長。燃燒合成法很難控制反應的進程和反應的速度，產物形貌單一或尺寸難于控制；產率不高，并且在燃燒的過程還伴有氨等氣體逸出，污染環境。微乳液法產物形貌單一或尺寸難于控制，產率不高，發光強度不高等。例如現有技術⑶201010202897.8公開了一種鎢酸鈣熒光粉的制備方法，包括以下步驟:(1)分別取去皮墨魚骨及鎢酸銨備用:(2)按墨魚骨與鎢酸銨的摩爾比為12?6: 1，稱取上述墨魚骨加入到反應釜內，加入鎢酸銨及適量的水，將反應釜密封，在120?1801的溫度下反應24?48小時；⑶將反應產物用蒸餾水沖洗，干燥，在200?10001的溫度下煅燒，煅燒時間為1?2小時，即得到鎢酸鈣熒光粉。該發明耗能大，反應時間長，并且發光強度最大可達才1093^.11〕。⑶201410034794.3公開了一種孿生球狀鎢酸鈣微晶的制備方法:卩-環糊精溶于水，加入鎢酸鈉配成溶液匕；將硝酸鈣溶于水配成溶液8 ；在常溫攪拌下，將溶液8加入溶液八，繼續常溫攪拌1?6小時制得孿生球狀鎢酸鈣微晶。該發明中鎢酸鈉、硝酸鈣、13 -環糊精三者反應時間長，并且產物孿生球狀鎢酸鈣微晶的發光強度也不理想。⑶200610117285.2公開了一種快速制備鎢酸鈣介晶的方法，首先將等量的、相同濃度的鈣鹽水溶液和鎢酸鈉水溶液分別按一定比例與正辛烷、正丁醇、十六烷基三甲基溴化銨配制成透明的微乳液，然后將兩種微乳液在一定溫度范圍內迅速混合，繼續攪拌10分鐘，反應結束，即可獲得鎢酸鈣介晶，該發明雖然反應速度快，但是發光強度并不高。因此，探索一種簡單、快速、環保的方法制備發光強度高、產率高、形貌規則和分散性好的鎢酸鈣微納米材料仍然是一個挑戰。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是，提供一種室溫下合成高發光強度鎢酸鈣微晶的制備方法，制備的鎢酸鈣發光強度遠高于普通沉淀法制備的鎢酸鈣，而且也具有產率高、形貌規則、尺寸均一、分散性好、穩定性好的特點。
[0005]本發明解決其技術問題采用的技術方案是:一種室溫下合成高發光強度鎢酸鈣微晶的制備方法，包括以下步驟:
(1)首先將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液八，所述溶液八中鎢酸鈉的摩爾濃度為
0.05?1.00001/1，接著將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液8，所述溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為0.05?1.0011101/1，其中，配制的溶液4與溶液8的體積比為1: 1；
(2)然后將三甘醇在磁力攪拌下加入配制的溶液纟中，接著在磁力攪拌下將配制的溶液8加入三甘醇與溶液八的混合溶液中，整個反應體系中，三甘醇與混合溶液中去離子水的體積比為1: 1?1: 8，繼續常溫下攪拌反應20?120分鐘，然后在常溫下靜置使白色沉淀完全沉積在反應容器底部；
(3)將步驟(2)中混合溶液中的上層清液去掉，離心、分離沉淀，然后用水和有機溶劑洗滌沉淀；
(4)最后將步驟(3)中洗滌后的沉淀放在真空干燥箱內501?1001下干燥2?6小時即成，即成。
[0006]進一步，步驟⑴中，所述溶液4中鎢酸鈉的摩爾濃度為1.0011101/1 ；所述溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為1.00.1101/1 ；所述配制的溶液八與溶液8的體積均為25“ ；所述水為去離子水。
[0007]進一步，步驟(2)中，在整個反應體系中，所述三甘醇與混合溶液中去離子水的比例為1: 5，可達到最高的發光強度；所述反應時間為20分鐘，可有效控制鎢酸鈣的熟化程度，形成規整且尺寸較小的球狀晶體；所述的攪拌均采用磁力攪拌。
[0008]進一步，所述三甘醇的用量為100]。
[0009]進一步，步驟(3)中，所述水為去離子水，所述有機溶劑為無水乙醇。
[0010]進一步，步驟(4)中，所述沉淀放在真空干燥箱內801下干燥4小時。
[0011]本發明之室溫下合成高發光強度鎢酸鈣微晶的制備方法中以常見的鎢酸鈉、氯化鈣為反應原料，以相對環保安全的三甘醇作為添加劑，采用常溫攪拌法即可使產物鎢酸鈣在三甘醇提供的結構平臺上成核、生長，使之形成光滑、形貌規整、尺寸較小的球狀晶體，并且發光強度高、分散性好、產率高和穩定性好。實驗證明，本發明制備的鎢酸鈣微晶形成的球體達到1?3 9 ！11，尺寸均一，與傳統沉淀法制得鎢酸鈣相比，其發光強度提高了將近4倍；利用本發明之高發光強度鎢酸鈣微晶的制備方法，所得到的球狀鎢酸鈣微晶發光強度是未添加三甘醇制得鎢酸鈣發光強度的將近4倍，且形貌規則，分散性好，尺寸較小。實驗證明，本發明所制備的鎢酸鈣微晶發光強度最高可達2376、I！〕，產率最高可達87.1%
[0012]本發明原料環保易得，采用的常溫制備過程節能、高效快捷易于實施，適合大規模工業生產；本發明制備的鎢酸鈣微晶在示波器、閃爍器和120半導體照明器件等領域具有廣闊的應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明實施例1制備的鎢酸鈣微晶的掃描電子顯微鏡321圖；
[0014]圖2為本發明實施例1制備的鎢酸鈣微晶與實施例2制備的鎢酸鈣微晶的發光強度對比圖；
[0015]圖3為本發明實施例3和實施例4與實施例1制備鎢酸鈣微晶的發光強度對比圖；
[0016]圖4為本發明實施例5和實施例6與實施例1制備鎢酸鈣微晶的發光強度對比圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例對本發明做進一步的描述，并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。
[0018]實施例1
[0019]1、將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液八，溶液八中鎢酸鈉的摩爾濃度為1.00001/[，體積為25“ ；將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液8，溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為1.0011101/[，體積為 251111 ；
[0020]2、在攪拌下將1001三甘醇加入溶液八中，在攪拌下再將溶液8加入到三甘醇與溶液八的混合溶液中，繼續常溫下攪拌反應20分鐘，然后在常溫下靜置一段時間，使白色沉淀完全沉積在反應容器底部；
[0021]3、去掉上層清液，離心、分離沉淀，然后用去離子水和無水乙醇洗滌沉淀；
[0022]4、將上述沉淀放在真空干燥箱內801下干燥4小時，最終得到白色的鎢酸鈣粉末。
[0023]本實施例制備的鎢酸鈣球狀微晶321圖，如圖1所示，由圖1可知，鎢酸鈣球狀微晶粒徑約為3 4 111，且分散良好；測得產率為81.1%，用卜7000型熒光分光光度計測定發光強度，激發光波長為242=%由圖2可知，測得鎢酸鈣球狀微晶發光強度為2376、11]。
[0024]對照實施例2:
[0025]1、將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液八，溶液八中鎢酸鈉的摩爾濃度為1.00001/[，體積為25“ ；將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液8，溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為1.0011101/[，體積為 251111 ；
[0026]2、在攪拌下將2501溶液8加入2501溶液八中，繼續常溫下攪拌反應20分鐘，然后在常溫下靜置一段時間，使白色沉淀完全沉積在反應容器底部；
[0027]3、去掉上層清液，離心、分離沉淀，然后用去離子水和無水乙醇洗滌沉淀；
[0028]4、將沉淀放在真空干燥箱內801下干燥4小時，最終得到白色的鎢酸鈣粉末。
[0029]測得產率為76.9%，由圖2可知，鎢酸鈣球狀微晶測得發光強度為600^.11]。
[0030]實施例3
[0031]1、將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液八，溶液八中鎢酸鈉的摩爾濃度為1.00001/[，體積為25“ ；將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液8，溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為1.0011101/[，體積為 251111 ；
[0032]2、在攪拌下將50“三甘醇加入溶液八，在攪拌下再將溶液8加入三甘醇與溶液八的混合溶液中，繼續常溫下攪拌反應20分鐘，然后在常溫下靜置一段時間，使白色沉淀完全沉積在反應容器底部；
[0033]3、去掉上層清液，離心、分離沉淀，然后用去離子水和無水乙醇洗滌沉淀；
[0034]4、將沉淀放在真空干燥箱內801下干燥4小時，最終得到白色的鎢酸鈣粉末。
[0035]測得產率為54.9%，由圖3可知，測得鎢酸鈣球狀微晶發光強度為250匕.11]。
[0036]實施例4
[0037]1、將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液八，溶液八中鎢酸鈉的摩爾濃度為1.00001/[，體積為25“ ；將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液8，溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為1.0011101/[，體積為 251111 ；
[0038]2、在攪拌下將6“三甘醇加入溶液八，在攪拌下再將溶液8加入三甘醇與溶液八的混合溶液中，繼續常溫下攪拌反應20分鐘，然后在常溫下靜置一段時間，使白色沉淀完全沉積在反應容器底部；
[0039]3、去掉上層清液，離心、分離沉淀，然后用去離子水和無水乙醇洗滌沉淀；
[0040]4、將沉淀放在真空干燥箱內801下干燥4小時，最終得到白色的鎢酸鈣粉末。
[0041]測得產率為66.7%，由圖3可知，測得鎢酸鈣球狀微晶發光強度為2000、11]。
[0042]實施例5
[0043]1、將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液八，溶液八中鎢酸鈉的摩爾濃度為1.00001/[，體積為25“ ；將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液8，溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為1.0011101/[，體積為 251111 ；
[0044]2、將1001三甘醇加入溶液八，在攪拌下再將溶液8加入三甘醇與溶液八的混合溶液中，繼續常溫下攪拌反應60分鐘，然后在常溫下靜置一段時間，使白色沉淀完全沉積在反應容器底部；
[0045]3、去掉上層清液離心分離沉淀，然后用去離子水和無水乙醇洗滌沉淀；
[0046]4、將沉淀放在真空干燥箱內801下干燥4小時，最終得到白色的鎢酸鈣粉末。
[0047]測得產率為80.8%，由圖4可知，測得鎢酸鈣球狀微晶發光強度為1700、11]。
[0048]實施例6
[0049]1、將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液八，溶液八中鎢酸鈉的摩爾濃度為1.00001/[，體積為25“ ；將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液8，溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為
1.0011101/[，體積為 251111 ；
[0050]2、在攪拌下將1001三甘醇加入溶液八，在攪拌下再將溶液8加入三甘醇與溶液八的混合溶液中，繼續常溫下攪拌反應120分鐘，然后在常溫下靜置一段時間，使白色沉淀完全沉積在反應容器底部；
[0051]3、去掉上層清液，離心、分離沉淀，然后用去離子水和無水乙醇洗滌沉淀；
[0052]4、將沉淀放在真空干燥箱內801下干燥4小時，最終得到白色的鎢酸鈣粉末。
[0053]測得產率為75.3%，由圖4可知，測得鎢酸鈣球狀微晶發光強度為1600、11]。
[0054]實施例7
[0055]1、將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液八，溶液八中鎢酸鈉的摩爾濃度為0.05001/[，體積為25“ ；將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液8，溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為0.0511101/[，體積為 251111 ；
[0056]2、在攪拌下將1001三甘醇加入溶液八，在攪拌下再將溶液8加入三甘醇與溶液八的混合溶液中，繼續常溫下攪拌反應90分鐘，然后在常溫下靜置一段時間，使白色沉淀完全沉積在反應容器底部；
[0057]3、去掉上層清液，離心、分離沉淀，然后用去離子水和無水乙醇洗滌沉淀；
[0058]4、將沉淀放在真空干燥箱內801下干燥4小時，最終得到白色的鎢酸鈣粉末。
[0059] 測得產率為87.1%，測得鎢酸鈣球狀微晶發光強度為1565、11]。
【權利要求】
1.一種室溫下合成高發光強度鎢酸鈣微晶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)首先將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液A，所述溶液A中鎢酸鈉的摩爾濃度為0.05?1.0Omol/L，接著將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液B，所述溶液B中氯化鈣的摩爾濃度為0.05?1.0Omol/L，其中，配制的溶液A與溶液B的體積比為1:1; (2)然后將三甘醇在磁力攪拌下加入配制的溶液A中，接著在磁力攪拌下將配制的溶液B加入三甘醇與溶液A的混合溶液中，整個反應體系中，三甘醇與混合溶液中去離子水的體積比為1:1?1: 8，繼續常溫下攪拌反應20?120分鐘，然后在常溫下靜置使白色沉淀完全沉積在反應容器底部； (3)將步驟(2)中混合溶液中的上層清液去掉，離心、分離沉淀，然后用水和有機溶劑洗滌沉淀； (4)最后將步驟(3)中洗滌后的沉淀放在真空干燥箱內50°C?100°C下干燥2?6小時即成，即成。
2.根據權利要求1所述的室溫下合成高發光強度鎢酸鈣微晶的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，所述溶液A中鎢酸鈉的摩爾濃度為1.0Omol/L;所述溶液B中氯化鈣的摩爾濃度為1.00mol/L ;所述配制的溶液A與溶液B的體積均為25ml。
3.根據權利要求1或2所述的室溫下合成高發光強度鎢酸鈣微晶的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述三甘醇與混合溶液中去離子水的比例為1: 5;所述反應時間為20分鐘；所述的攪拌均采用磁力攪拌。
4.根據權利要求1或2所述的室溫下合成高發光強度鎢酸鈣微晶的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述水為去離子水，所述有機溶劑為無水乙醇。
5.根據權利要求3所述的室溫下合成高發光強度鎢酸鈣微晶的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述水為去離子水，所述有機溶劑為無水乙醇。
6.根據權利要求1或2所述的室溫下合成高發光強度鎢酸鈣微晶的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述沉淀放在真空干燥箱內80°C下干燥4小時。
7.根據權利要求3所述的室溫下合成高發光強度鎢酸鈣微晶的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述沉淀放在真空干燥箱內80°C下干燥4小時。
8.根據權利要求4所述的室溫下合成高發光強度鎢酸鈣微晶的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述沉淀放在真空干燥箱內80°C下干燥4小時。
【文檔編號】C01G41/00GK104449708SQ201410668331
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月20日 優先權日:2014年11月20日
【發明者】張進 申請人:重慶文理學院