專利名稱：一種超細(xì)高亮熒光粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超細(xì)粒徑長余輝熒光粉的制備方法。屬于熒光粉制備的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
長余輝發(fā)光材料，又名夜光材料，是光致發(fā)光材料的一種。它是一類吸收太陽 光或人工光源所產(chǎn)生的光發(fā)出可見光，而且在激發(fā)停止后仍能繼續(xù)發(fā)光的物質(zhì)。堿 土鋁酸鹽系列發(fā)光材料是目前己知的發(fā)光性能最好的蓄光型發(fā)光材料。跟傳統(tǒng)硫化 物系列的長余輝發(fā)光材料相比，堿土鋁酸鹽系列發(fā)光材料具有余輝時間長、無輻 射、化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
鋁酸鹽長余輝粉通常采用高溫固相法制備，所得長余輝熒光粉顆粒硬度很大， 必須進(jìn)行輥破、鄂破、氣流磨，耗時耗能，破壞結(jié)晶，球磨后所得粉體與原粉塊產(chǎn) 品相比，發(fā)光亮度衰減嚴(yán)重。粒徑小于5um的SrA1204:Eu,Dy熒光粉亮度很低(小 于30mcd/m2),在發(fā)光織物、發(fā)光纖維等實(shí)際應(yīng)用中受到很大限制。 SrA1204:Eu，Dy熒光粉經(jīng)過1200 1400。C還原氣氛中再次高溫回復(fù)后，由于熒光粉 顆粒表面得到修復(fù)，晶體結(jié)構(gòu)得以完善，亮度可以明顯提高，但熒光粉將再次燒結(jié) 而使硬度變得很大。因此獲得超細(xì)粒徑且高亮度的長余輝熒光粉在技術(shù)上難度很 大。
中國專利ZL200610019315.6公開了一種使用溶膠一凝膠法制備超細(xì)鋁酸鹽長 余輝熒光粉的方法，專利ZL200610019316.0公開了一種使用共沉淀法結(jié)合微波合 成法制備超細(xì)鋁酸鹽長余輝熒光粉的方法。但該熒光粉需要經(jīng)過1200 1400。C還原 氣氛中高溫煅燒才能獲得良好的發(fā)光性能，使用溶膠凝膠法或共沉淀法雖然可以制 備出超細(xì)的前驅(qū)體，但在后期高溫還原過程同樣會發(fā)生燒結(jié)而導(dǎo)致硬度極大，若降 低合成溫度則無法獲得高亮度的長余輝熒光粉。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明提出一種超細(xì)高亮熒光粉的制備方法，利用現(xiàn)有細(xì)粒徑長余
輝熒光粉制備超細(xì)高亮長余輝熒光粉，獲得的長余輝熒光粉粒徑小于5um，但發(fā) 光亮度與商用15um亮度相當(dāng)。
技術(shù)方案本發(fā)明的超細(xì)高亮熒光粉的制備方法是在細(xì)粒徑長余輝熒光粉顆粒 表面包覆一層高熔點(diǎn)的"203氧化物，并將包覆八1203后的熒光粉在1200 1400°C
還原氣氛中高溫回復(fù)，利用Al203在回復(fù)過程中對熒光粉的隔離作用，避免熒光粉
顆粒二次硬團(tuán)聚，涉及的八1203包膜反應(yīng)化學(xué)式為Al3+ + 30H— = AI(OH)3，該反 應(yīng)在無水體系中進(jìn)行，包覆工藝包括以下幾個步驟
1) 將長余輝熒光粉均勻分散在乙二醇中，配制成濃度為l-10g/100ml的熒光 粉懸浮液；
2) 按Al203與熒光粉之重量比為(0.5-10) :100的比例，稱取相應(yīng)量的 Al(NO)3* 9H20加入熒光粉懸浮液中，攪拌同時超聲分散5 30min，使熒光粉充分 分散；
3) 將熒光粉懸浮液加熱至80 9(TC并將溫度控制此區(qū)間，以50r/m 300r/m速 度攪拌；
4) 配制濃度0.1 10g/100m的KOH或NaOH的無水乙醇溶液，將該溶液滴入 熒光粉懸浮液中，滴加速度為0.5 10ml/min，調(diào)節(jié)熒光粉懸浮液pH計顯示值至 3 6,滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌并保溫0.5 8小時，得到包膜熒光粉懸浮液；
5) 將包膜熒光粉懸浮液離心分離，再用乙醇洗1 3次，充分烘干后再灼燒 200 40(TC 1 3h，冷卻后可得八1203包膜的長余輝熒光粉；
6) 將包膜長余輝粉在1200 1400'C還原氣氛中高溫回復(fù)，冷卻后可得超細(xì)高
亮度長余輝熒光粉。
熒光粉懸浮液溫度維持在80 9(TC區(qū)間。
熒光粉懸浮液pH計顯示值控制在3 6之間。
滴加結(jié)束后繼續(xù)保溫0.5 8小時。
有益效果本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)利用八1203膜的隔離作用，在高溫回復(fù)提 高亮度的同時，保持粒度基本沒有增長；(2)全部包膜工藝在無水體系中進(jìn)行， 避免了包膜過程中的長余輝熒光粉的性能下降。制備出的超細(xì)高亮度長余輝熒光粉的TEM照片見附圖。
圖1是本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)思路示意圖。
具體實(shí)施例方式
在細(xì)粒徑長余輝熒光粉顆粒表面包覆一層高熔點(diǎn)的Ah03氧化物，將包覆 Al203后的熒光粉在1200 1400'C還原氣氛中高溫回復(fù)，利用八1203在回復(fù)過程中 對熒光粉的隔離作用，避免熒光粉顆粒二次硬團(tuán)聚。實(shí)驗(yàn)思路如下圖l所示。
其中，八1203包膜反應(yīng)所涉及的化學(xué)反應(yīng)式為
Al3+ + 30H— = Al(OH)3 為避免包膜過程中熒光粉的性能損失，全部反應(yīng)在無水體系中進(jìn)行。
本發(fā)明的制備工藝包括以下幾個步驟
1) 將長余輝熒光粉均勻分散在乙二醇中，配制成濃度為卜10g/100ml的熒光 粉懸浮液；
2) 按八1203與熒光粉之重量比為(0.5~10) :100的比例，稱取相應(yīng)量的 Al(NO)3* 9H20加入熒光粉懸浮液中，攪拌同時超聲分散5 30min，使熒光粉充分 分散；
3) 將熒光粉懸浮液加熱至80 9(TC并將溫度控制此間，以50r/rn~300r/m速度 攪拌；
4) 配制濃度0.1~10g/100m的KOH或NaOH的無水乙醇溶液，將該溶液滴入 熒光粉懸浮液中，滴加速度為0.5 10ml/min，調(diào)節(jié)熒光粉懸浮液pH計顯示值至 3~6，滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌并保溫0.5 8小時，得到包膜熒光粉懸浮液；
5) 將包膜熒光粉懸浮液離心分離，再用乙醇洗1 3次，充分烘干后在行 200 400。C灼燒1 3h,冷卻后可得包膜長余輝熒光粉。
6) 將包膜長余輝粉在1200 140(TC還原氣氛中高溫回復(fù)，冷卻后可得超細(xì)高
亮度長余輝熒光粉。 實(shí)施例1
稱取中心粒徑為4um的鋁酸鹽長余輝熒光粉20克，用乙二醇配制成濃度為2g/100ml的熒光粉懸浮液；稱取Al(NO)r 9H20 1克，加入熒光粉懸浮液中，攪拌 同時超聲分散30miri。將懸浮液加熱至8(TC并維持，同時攪拌。配制濃度
0. 1~10g/100m的KOH的無水乙醇溶液，將該溶液滴加入熒光粉懸浮液中，滴加速 度為2ml/min，控制調(diào)節(jié)熒光粉懸浮液的pH計顯示值為4，停止滴加，繼續(xù)保溫并 攪拌4h,將懸浮液離心分離，再經(jīng)無水乙醇洗2次，用烘箱充分干燥。將包膜熒光 粉在300'C焙燒lh。將包膜后的熒光粉在1300°C N2+H2還原氣氛中煅燒3小時， 冷卻后即可得到超細(xì)高亮度鋁酸鹽長余輝熒光粉。
實(shí)施例2
稱取中心粒徑為4ym的鋁酸鹽長余輝熒光粉20克，用乙二醇配制成濃度為 2g/I00ml的熒光粉懸浮液；稱取Al(NO)r 9H20 1克，加入熒光粉懸浮液中，攪拌 同時超聲分散30min。將懸浮液加熱至90。C并維持，同時攪拌。其余條件同實(shí)施例1。
實(shí)施例3
稱取中心粒徑為4um的鋁酸鹽長余輝熒光粉20克，用乙二醇配制成濃度為 2g/I00ml的熒光粉懸浮液；稱取Al(NO)r 9H20 1克，加入熒光粉懸浮液中，攪拌 同時超聲分散30min。將懸浮液加熱至8(TC并維持，同時攪拌。配制濃度 0.1 10g/100m的KOH的無水乙醇溶液，將該溶液滴加入熒光粉懸浮液中，滴加速 度為2ml/min,控制調(diào)節(jié)熒光粉懸浮液的pH計顯示值為5。其余條件同實(shí)施例1。
實(shí)施例4
稱取中心粒徑為4um的鋁酸鹽長余輝熒光粉20克，用乙二醇配制成濃度為 2g/100ml的熒光粉懸浮液；稱取Al(NO)r 9H20 l克，加入熒光粉懸浮液中，攪拌 同時超聲分散30min。將懸浮液加熱至80'C并維持，同時攪拌。配制濃度 0.1~10g/100m的KOH的無水乙醇溶液，將該溶液滴加入熒光粉懸浮液中，滴加速 度為2ml/min,控制調(diào)節(jié)熒光粉懸浮液的pH計顯示值為6，停止滴加，繼續(xù)保溫并 攪拌8h，。其余條件同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1、一種超細(xì)高亮熒光粉的制備方法，其特征在于在細(xì)粒徑長余輝熒光粉顆粒表面包覆一層高熔點(diǎn)的Al2O3氧化物，并將包覆Al2O3后的熒光粉在1200～1400℃還原氣氛中高溫回復(fù)，利用Al2O3在回復(fù)過程中對熒光粉的隔離作用，避免熒光粉顆粒二次硬團(tuán)聚，涉及的Al2O3包膜反應(yīng)化學(xué)式為Al3++3OH-＝Al(OH)3，該反應(yīng)在無水體系中進(jìn)行，包覆工藝包括以下幾個步驟1)將長余輝熒光粉均勻分散在乙二醇中，配制成濃度為1～10g/100ml的熒光粉懸浮液；2)按Al2O3與熒光粉之重量比為(0.5～10)∶100的比例，稱取相應(yīng)量的Al(NO)3·9H2O加入熒光粉懸浮液中，攪拌同時超聲分散5～30min，使熒光粉充分分散；3)將熒光粉懸浮液加熱至80～90℃并將溫度控制此區(qū)間，以50r/m～300r/m速度攪拌；4)配制濃度0.1～10g/100m的KOH或NaOH的無水乙醇溶液，將該溶液滴入熒光粉懸浮液中，滴加速度為0.5～10ml/min，調(diào)節(jié)熒光粉懸浮液pH計顯示值至3～6，滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌并保溫0.5～8小時，得到包膜熒光粉懸浮液；5)將包膜熒光粉懸浮液離心分離，再用乙醇洗1～3次，充分烘干后再灼燒200～400℃1～3h，冷卻后可得Al2O3包膜的長余輝熒光粉；6)將包膜長余輝粉在1200～1400℃還原氣氛中高溫回復(fù)，冷卻后可得超細(xì)高亮度長余輝熒光粉。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)高亮熒光粉的制備方法，其特征在于熒光粉 懸浮液溫度維持在80 90'C區(qū)間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)高亮熒光粉的制備方法，其特征在于熒光粉 懸浮液pH計顯示值控制在3 6之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種超細(xì)高亮熒光粉的制備方法，其特征在于滴加結(jié) 束后繼續(xù)保溫0.5 8小時。
全文摘要
超細(xì)高亮熒光粉的制備方法利用現(xiàn)有細(xì)粒徑長余輝熒光粉制備超細(xì)高亮長余輝熒光粉，獲得的長余輝熒光粉粒徑小于5μm，但發(fā)光亮度與商用15μm亮度相當(dāng)，在細(xì)粒徑長余輝熒光粉顆粒表面包覆一層高熔點(diǎn)的Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>氧化物，并將包覆Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>后的熒光粉在1200～1400℃還原氣氛中高溫回復(fù)，利用Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>在回復(fù)過程中對熒光粉的隔離作用，避免熒光粉顆粒二次硬團(tuán)聚，涉及的Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>包膜反應(yīng)化學(xué)式為Al<sup>3+</sup>+3OH<sup>-</sup>＝Al(OH)<sub>3</sub>，該反應(yīng)在無水體系中進(jìn)行。
文檔編號C09K11/02GK101665688SQ20091003537
公開日2010年3月10日 申請日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者同 曹, 巖 董, 蔣建清, 邵起越 申請人:東南大學(xué)