專利名稱：一種噴燒制備長余輝發光材料的方法
技術領域：
本發明涉及一種噴燒制備長余輝發光材料的方法，屬于應用發光材料領域。
背景技術：
長余輝發光材料屬于光致發光材料，它是一種能夠在太陽光和紫外線短時間照射下，吸收光并將光能儲存起來的材料。當光照停止后，該材料能持續地發出光亮，在黑暗的場所，人眼可見的發光可以持續10小時以上。目前，長余輝發光材料已經廣泛地應用在交通運輸、消防應急等設施中，例如地鐵、辦公大樓、機場、劇院等公共場所的安全標示都有長余輝材料使用。
目前，長余暉發光材料主要有硫化物、堿土鋁酸鹽和硅酸鹽三大體系，目前市場上常見的是鋁酸鹽系列。近年來，以SrAl2O4:Eu2+，Dy3+，Sr4Al14O25:Eu2+，Dy3+，為代表的稀土離子激活的堿土鋁酸鹽發光材料以其優異的發光性能和長余輝特性。
堿土鋁酸鹽長余輝發光材料通常使用高溫固相燒結法制得，目前已市場化。但該方法存在合成溫度高，原料不易混合均勻，單項化合物難以得到，晶粒粗大，產物硬度高，產物經細磨后因晶型被破壞或混入雜質而發光亮度大幅度降低等缺點，從而降低了產品的使用性能。另外，為了保證產品中出現的是二價銪，都要求使用還原氣氛碳還原，或氫氣加氮氣的還原，制備工藝復雜。
發明內容
本發明的目的在于提供一種生產工藝簡單、生產周期短、不需要還原氣氛的長余輝發光粉的噴燒制備新方法。
本發明提供了一種噴燒制備長余輝發光材料的方法，其特征在于，包括以下步驟1)首先稱取稀土氧化物Eu2O3、Dy2O3，分別加入到硝酸中溶解，加入去離子水制成濃度為0.1mol/L-0.5mol/L的硝酸銪和硝酸鏑溶液備用；
2)按摩爾比Sr(NO3)2∶Al(NO3)3·9H2O＝1.0∶2.0-3.0，稱取所需要的硝酸鍶和硝酸鋁，溶于去離子水中，再移入物質的量是硝酸鍶1％-5％硝酸銪溶液和物質的量是硝酸鍶2％-10％的硝酸鏑溶液，混合均勻備用；3)將物質的量是硝酸鍶3-6倍的檸檬酸加入到上面配好的混合溶液中，用攪拌器在60-90℃溫度下攪拌3-4小時使其充分混合并形成凝膠；4)把上述凝膠放入恒溫干燥箱，在90-150℃溫度下干燥5-10小時，形成干凝膠，再把干凝膠前驅體放入球磨機中研磨，過50目的篩子；5)將過篩后凝膠前驅體粉末導入噴槍的火焰中，燃燒氣體為工業氧氣，并在噴槍的噴嘴處加上旋轉風，氣體壓力為0.10-0.35MPa，使前驅體粉末在旋轉上升的火焰中燒成含稀土的長余輝發光粉。
本發明是把溶膠-凝膠法和噴燒結合起來，因為前驅體的制備采用溶膠-凝膠法，所以原料混合均勻，而后的過程是噴燒制備，所以，制備周期短，此外，因為噴燒而得的粉狀物質，克服了經細磨后因晶型被破壞或混入雜質而幅度降低等缺點。另外，由于本發明的產品制備是在空氣中進行，不需要還原氣氛，因此，生產成本有加大降低。
本發明的有益效果是采用本發明簡化了生產工藝，目前大生產常用的高溫燒結法需要經過配料，混合，干燥，燒結，細磨等工序，工藝過程繁雜，生產周期長，一個生產周期需要3-5天才可完成；而本發明只需要配制前驅體粉末噴燒即可，在噴燒過程中，產生自然燒而形成小范圍的還原氣氛，達到形成二價銪的環境，從而形成長余輝激活劑。整個噴燒過程只需十秒鐘左右即可完成，既省時又省力；高溫燒結法不僅生產周期長，而且燒結溫度高(一般為1400度以上)，燒結得到的最初產品晶粒粗大，硬度大，必須經過細磨后方可作為發光材料使用，整個生產過程耗能非常大，而本發明不僅生產周期短，且溶膠凝膠法制備溫度低(100℃左右)，產物為泡沫狀疏松多孔，極易粉碎，并于噴燒法相結合，噴燒過程時間比燃燒法更短(十秒鐘左右)。另外，由于本發明的產品制備是在空氣中進行，不需要還原氣氛，因此，生產成本有加大降低。
圖1是本發明的實施例1所制備樣品的激發光譜和發光光譜。
圖2是本發明的實施例1所制備樣品的發光光譜的時間衰減曲線。
具體實施例方式
一下結合實例對本發明進行詳細說明，但本發明不受這些制造實施例的所限。
實施例1為達到上述目的，首先稱取稀土氧化物Eu2O3、Dy2O3，分別加入到硝酸中溶解，加入去離子水制成度為0.1mol/L的硝酸銪和硝酸鏑溶液備用。按下列摩爾比Sr(NO3)2∶Al(NO3)3·9H2O＝1.0∶2.0，稱取所需要的硝酸鍶和硝酸鋁，溶于去離子水中，再移入摩爾百分比1％硝酸銪溶液和2％的硝酸鏑溶液，混合均勻備用。再把化學計量比是硝酸鍶3倍的檸檬酸加入到上面配好的溶液中，用攪拌器在60℃溫度下攪拌4小時使其充分混合并形成凝膠。把凝膠放入恒溫干燥箱，在90℃溫度下干燥10小時，形成干凝膠，再把干凝膠前驅體放入球磨機研磨中研磨，過50目的篩子，最后，凝膠粉末導入噴槍的火焰中，燃燒氣體為工業氧氣，并在噴槍的噴嘴處加上旋轉風，氣體壓力為0.10MPa，使前驅體粉末在旋轉上升的火焰中燒成含稀土的長余輝發光粉，即為成品。該材料在日光照射30分鐘后，余輝可長達25小時。
實施例2為達到上述目的，首先稱取稀土氧化物Eu2O3、Dy2O3，分別加入到硝酸中溶解，加入去離子水制成度為0.2mol/L的硝酸銪和硝酸鏑溶液備用。按下列摩爾比Sr(NO3)2∶Al(NO3)3·9H2O＝1.0∶2.5，稱取所需要的硝酸鍶和硝酸鋁，溶于去離子水中，再移入摩爾百分比3％硝酸銪溶液和6％的硝酸鏑溶液，混合均勻備用。再把化學計量比是硝酸鍶5倍的檸檬酸加入到上面配好的溶液中，用攪拌器在80℃溫度下攪拌3.5小時使其充分混合并形成凝膠。把凝膠放入恒溫干燥箱，在120℃溫度下干燥8小時，形成干凝膠，再把干凝膠前驅體放入球磨機研磨中研磨，過50目的篩子，最后，凝膠粉末導入噴槍的火焰中，燃燒氣體為工業氧氣，并在噴槍的噴嘴處加上旋轉風，氣體壓力為0.20MPa，使前驅體粉末在旋轉上升的火焰中燒成含稀土的長余輝發光粉，即為成品。該材料在日光照射30分鐘后，余輝可長達28小時。
實施例3為達到上述目的，首先稱取稀土氧化物Eu2O3、Dy2O3，分別加入到硝酸中溶解，加入去離子水制成度為0.5mol/L的硝酸銪和硝酸鏑溶液備用。按下列摩爾比Sr(NO3)2∶Al(NO3)3·9H2O＝1.0∶3.0，稱取所需要的硝酸鍶和硝酸鋁，溶于去離子水中，再移入摩爾百分比5％硝酸銪溶液和10％的硝酸鏑溶液，混合均勻備用。再把化學計量比是硝酸鍶6倍的檸檬酸加入到上面配好的溶液中，用攪拌器在90℃溫度下攪拌3小時使其充分混合并形成凝膠。把凝膠放入恒溫干燥箱，在150℃溫度下干燥5小時，形成干凝膠，再把干凝膠前驅體放入球磨機研磨中研磨，過50目的篩子，最后，凝膠粉末導入噴槍的火焰中，燃燒氣體為工業氧氣，并在噴槍的噴嘴處加上旋轉風，氣體壓力為0.35MPa，使前驅體粉末在旋轉上升的火焰中燒成含稀土的長余輝發光粉，即為成品。該材料在日光照射30分鐘后，余輝可長達25小時。
權利要求
1.一種噴燒制備長余輝發光材料的方法，其特征在于，包括以下步驟1)首先稱取稀土氧化物Eu2O3、Dy2O3，分別加入到硝酸中溶解，加入去離子水制成濃度為0.1mol/L-0.5mol/L的硝酸銪和硝酸鏑溶液備用；2)按摩爾比Sr(NO3)2∶Al(NO3)3·9H2O＝1.0∶2.0-3.0，稱取所需要的硝酸鍶和硝酸鋁，溶于去離子水中，再移入物質的量是硝酸鍶1％-5％硝酸銪溶液和物質的量是硝酸鍶2％-10％的硝酸鏑溶液，混合均勻備用；3)將物質的量是硝酸鍶3-6倍的檸檬酸加入到上面配好的混合溶液中，用攪拌器在60-90℃溫度下攪拌3-4小時使其充分混合并形成凝膠；4)把上述凝膠放入恒溫干燥箱，在90-150℃溫度下干燥5-10小時，形成干凝膠，再把干凝膠前驅體放入球磨機中研磨，過50目的篩子；5)將過篩后凝膠前驅體粉末導入噴槍的火焰中，燃燒氣體為工業氧氣，并在噴槍的噴嘴處加上旋轉風，氣體壓力為0.10-0.35MPa，使前驅體粉末在旋轉上升的火焰中燒成含稀土的長余輝發光粉。
全文摘要
一種長余輝發光粉的制備方法屬于發光材料領域。通常使用高溫固相燒結法制得，合成溫度高，原料不易混合均勻。本發明把溶膠－凝膠法和噴燒方法結合起來，選擇硝酸鍶和硝酸鋁為主要基質，把氧化銪和氧化鏑加入硝酸中制備成硝酸鹽溶液，按化學計量配料后，加入去離子水中溶解并混合均勻，再加入檸檬酸恒溫攪拌，直到形成均勻的溶膠，然后把溶膠放到干燥箱中干燥形成干凝膠，干燥后的凝膠在球磨機中研磨，過50目的篩子，最后，凝膠粉末導入噴槍的火焰中燃燒，在噴槍的噴嘴處加上旋轉風，氣體壓力為0.10－0.35MPa，使粉末在旋轉的火焰中燃燒，粉末冷卻后即得到鋁酸鹽長余輝發光粉。該材料在日光照射30分鐘后，余輝可達30小時左右。
文檔編號C09K11/78GK101050361SQ20071009908
公開日2007年10月10日 申請日期2007年5月11日 優先權日2007年5月11日
發明者王吉有, 王閔, 袁芳, 李南征, 劉玲 申請人:北京工業大學