專利名稱：不同顆粒形貌磷酸鑭粉體的熔鹽制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于4ti領(lǐng)域，涉及一禾懶土磷^k粉體的制備方法，特別涉及一種可在工 藝t凝呈中簡單控制不同顆粒職的磷翻粉體的熔鹽制備方法。
背景技術(shù)：
磷,，化學(xué)式為Lam，是一種稀土磷Kk，在:riM^中Mr泛應(yīng)用為添加齊訴口
催化劑；磷M1t米立可用^il勘萄滑脂中，會嫩大大提高期萄滑能力；同曰彌土磷Mk 是發(fā)光效率最高的發(fā)光材料之一，特別是以LaP04為基質(zhì)的發(fā)光材料具有熱穩(wěn)定tt^
優(yōu)點，被認為慰賄實用價值的發(fā)光基質(zhì)，在光對才料中占有舉足輕重的地位。 由于磷M不僅與氧化物具有化學(xué)相容性.使氧化物晶粒與磷,晶禾fe間的界面
結(jié)合很弱，而且磷翻自身也是可加工的，所以^^來磷翻MTgiM在可加工陶瓷
材料中，比如氧化鋯/磷翻可加工陶瓷可用作牙科可切削材料，氧化鋁/磷M可加工
陶憝就^ 來制備各種 的異型結(jié)構(gòu)件。但是磷^^的顆粒麟M^&氧化物基
體中的分布方式等)(^才料的可加工'勝響很大。因而性能穩(wěn)定、晶粒尺禍勻的稀土磷 麟粉體的合艦于氧化物/磷離可加工陶瓷的研究有著至鍾要的作用。
現(xiàn)在磷M粉體的合成方法主要為傳統(tǒng)的固-液合淑去。固-液合淑去主要采用氧化
鑭和磷酸為原料進行反應(yīng)，MiS后的產(chǎn)鵬ioo(rc的高^Sfim^得到晶態(tài)的磷翻，
該方法的優(yōu)點題作簡單、效率高，這種合成工藝的缺陷在于但是由于煅燒鵬比較 高，肯繼比駄；高溫下容易產(chǎn)生氧化磷的揮發(fā)，使得，中的鑭元素與磷^i的比例 無法得到準(zhǔn)確控制；顆粒的尺寸不均勻；麟克單一，制#^ 的顆粒麟兒也僅限于顆 粒狀，無法得到期t!^的磷,顆粒。
熔鹽齒乍為繊^ ^糊瞎成熟的審1恪納 ^體的一種方法，會^^低的反應(yīng) ^S下和較短的反應(yīng)時間內(nèi)，帝恪特定組分的各向異性粉體的簡便方法。其中，鹽的熔 體起到了M訴板應(yīng)介質(zhì)的作用。又由 質(zhì)在熔鹽中的遷移速率遠高于實在固相中的 遷移速率，所以熔鹽法可顯著斷氐^i^ag和縮短反應(yīng)時間；同時，熔鹽法還可有效地控制顆粒尺寸和微，合麒有特定,的粉體。但敏沒有鵬如何將熔鹽法鵬在
合成磷翻粉體中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于M共一種禾I」用熔鹽法制^^M粉體的方^""^同顆粒^l兒磷
翻粉體的熔鹽制備方法，ffiil^種方法可以得到不同顆粒職的磷M粉體，并且純 度高，會雜小，顆粒尺賴勻，以^l艮現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案首5fe^擇六7jC硝M和磷酸作為H^原料，硝酸鈉和硝 ,作為熔鹽，再按照六水硝M/磷酸的摩爾比為1: 1，將六水硝M^lLa(N03)r6H20 和磷酸駛04分別酉纖度為0.2摩鄉(xiāng)的溶液，在磁力,下，將硝,溶液緩侵加 入到磷酸溶液中，加料完畢后，糊導(dǎo)到的白色懸濁^t行反飾濾、超聲分散，然后干 嫩導(dǎo)到白色沉淀物，按照該沉淀物/石繊和硝,混合鹽為l: 2到1: 6質(zhì)量比稱艱并 加入到球磨罐中，然后加入^7jC乙醇和研磨球進行研磨，研磨4小時后糊尋至啲混合料 漿在11(TC烘干得到沉淀物與熔鹽的混^tl，將該混^1 ，煅燒后的混^tl再進行
超聲、抽濾、洗滌和烘干就得到磷翻粉體。
為了得至杯同J^兒的磷翻粉體，戰(zhàn)的煅燒鵬分別選擇400 ， 500, 600， 700、 800。C或其間的，。
J^^用的六水硝翻的纟頓為99. 9諷，磷酸為質(zhì)量賴85%的分*形屯。
本發(fā)明中所用熔鹽為分t形屯的石、,和硝,的混合鹽，并且混合鹽中石,和硝 的質(zhì)量比為1: 1。
沉淀物與硝,和硝,混合鹽的質(zhì)量比在l: 2到1: 6之間，優(yōu)魅擇l: 4，這
是由亍熔魁口入散少起不至ij熔鹽的作用，熔鄉(xiāng)口入S1多使得反^M下降，同時造 成制備) 的增加。顆粒的尺寸取決于熔鹽的加入量，一il^fe講熔劍卩入S^多，相應(yīng)
得到的顆粒尺寸繊小。
本發(fā)明率先M鹽法引進到磷,粉體的制備中，從而利用的熔鹽法的優(yōu)點，并且
可以iaim^e制磷翻粉體麟兒，既斷氐了臓醵，又節(jié)約了制備紘并
且鵬高，會雜小，顆粒尺禍勻。


圖1為400 ， 500， 600， 700和80(TC下合成的磷,粉體的X射線衍射圖譜。圖2為40(TC下合成的磷^^體的掃描電鏡圖片。圖3為50(TC下合成的磷K^粉體的掃描電鏡圖片。圖4為600。C下合成的磷M粉體的掃描電鏡圖片。圖5為70(TC下合成的磷M粉體的掃描電鏡圖片。圖6為80(TC下合成的磷,粉體的掃描電鏡圖片。圖i為表征物相的x射線衍射圖譜，橫坐標(biāo)為衍射角度，m^標(biāo)為衍躺艘，本發(fā)明僅僅以下面六個作為示例，即以圖中a， b， c， d， e, f分別為在400， 500, 600， 700 和80(TC下合成的磷M粉體的X射線衍射圖譜，圖譜上標(biāo)注三角形的衍射峰為單斜相 磷酸鑭，標(biāo)注四方形的衍射峰為六方相磷酸鑭，圖譜結(jié)果說明了在400， 500， 60(TC下 合成的磷M為單斜相磷M， 80(TC下合成的磷M為六方相磷M， 70(TC下合成的 磷翻中既有單斜相又有六方相磷隱圖2、 3、 5、 6為放大25000倍的掃描電鏡圖片，圖4為放大50000倍的掃描電鏡 圖片，標(biāo)尺的長度在針圖上IPW標(biāo)注。
具體實施方式
如圖1，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案不同顆粒 i^磷M粉體的熔鹽制備方法，它 包括:按照六水硝M/^I酸的摩爾比為1: 1 ，將六水硝m^ La(N03》6H20和磷酸H3P04 分別配鵬度為0.2摩爾/升的溶液，在磁力W下，糊瞧溶液緩動口入到磷酸溶液 中，力口料完畢后，榭尋至啲白色懸濁^ft行反復(fù)抽濾、超聲分散，然后千燥，按照沉淀 物/硝M和硝,混合鹽為1: 2到1: 6質(zhì)量比分別稱艱，方iA3i磨罐中，并加形JC乙 醇和研^^進行研磨，研磨4小時后衞導(dǎo)至啲混合料槳，將雜11(TC烘干，然后在400 。C的鵬下'麟，將麟得到的混^tl再進摘聲、抽濾、洗滌和烘干就得到磷M粉 體。同樣為了得到其他，的磷,粉體，分別在500， 600， 700和800"的 鵬下煅 燒即可。本發(fā)明所用原料六水硝,的鄉(xiāng)鍍?yōu)?9.99%，磷酸為質(zhì) 85%的分豐形屯，配制硝M溶液和磷酸溶嫩;f用的水為蒸餾水，為了控制反應(yīng)的 比較均勻，硝1 溶液Mil滴定管滴加到硝酸溶液中，并控制滴加速度為60-120滴/射中，同時為了防止磷酸 的揮發(fā)，在反應(yīng)的過程中4繊酸溶鄉(xiāng)文在錐形瓶中，錐形鵬塑料^^口，只為滴定管 留下加料口；磁力鰣是在常溫下進行,，舒的繊為600-1200轉(zhuǎn)/辦中。反應(yīng)得 到的白色懸濁液要清洗3次以上(具 ^呈是將懸濁液先抽濾，抽濾后得到的白色沉淀 t/Ji^鵬中，再加入蒸餾7爐4彌聲2射中后，然后繼續(xù)抽濾。如此反復(fù)清洗3遍以 上，保ffi^鹽被充分洗掉，該清洗方法在本領(lǐng)域中^1用的清洗方法。)。抽濾后的得 到白色沉淀鵬11(TC烘箱中千燥6小時。本發(fā)明所OT的g原料為六水硝,和磷酸，這兩種物質(zhì)非常容易配^# 行 反應(yīng)，^^-液反應(yīng)容易控制HiS^0另外，反應(yīng)得到的懸濁液一定要在反應(yīng)完畢后馬 上抽濾，否則容易it^抽濾困難。本發(fā)明中所用熔鹽為分蹄屯的硝,和硝酸鉀的混合鹽，并且混合鹽中硝酸鈉和硝 ,的質(zhì)量比為l: 1，研磨球為瑪瑙球，J^球磨中，加入的^7K乙醇與沉淀物和熔鹽 的混，的質(zhì)量比例4: 1，球磨^l^i為80轉(zhuǎn)/溯。沉淀物與混合鹽的質(zhì)量比在l: 2 到l: 6之間，優(yōu)先選擇l: 4，這是由于熔魁口入散少起不至鵬鹽的作用，熔鄉(xiāng)口入離多使得反^iit下降，同時造成制備赫的增加。顆粒的尺寸取決于熔鹽的加入量，熔魁卩入M多，相應(yīng)得到的顆粒尺寸M^小。本發(fā)明所采用的'it^驗分別為400， 500， 600， 700和80(TC， ^鵬下得到一 種顆粒J^辯口顆粒尺寸的粉體，'鵬時;A^漸至搬燒^S為4個小時，在最高驗保 溫3小時，然后自然7轉(zhuǎn)口。 '^^鵬為40(rC時，得至啲磷,為束狀，每一束的大小 比較均勻；當(dāng)^^鵬選擇50(TC時，磷,顆粒變?yōu)閄^立狀，總體上看 瑚狀；在 60(TC的Jt^M^就可以得到職非常完整、規(guī)貝啲圓球狀磷翻顆粒，顆粒的平均尺寸 在100nm左右；在700。C的'^^鵬得到^f立的,為小片狀，在800。C的'lg^鵬得到大片狀的磷^1?？梢?，只，制^^^就可以得到某一種特定鵬兒的粉體，^ 燒溫度是一個溫度范圍， 一般在士2(TC，比如要想得到規(guī)則圓球狀磷酸鑭粉體，在 580"620。C之間的煅燒溫度范圍內(nèi)都能得到。在800°C以上也可。通過x ，衍射圖譜得到驗i正以jm藝淑呈得到的最終產(chǎn)物為純的磷M粉沐粉 體的顆粒^l魅n顆粒尺寸可以禾傭掃描電鏡圖片來說明。下述實施伊H觀于詳細闡述本發(fā)明，而不就本發(fā)明的范圍做{封可限定。 實施例1(1) 用電子天粉別稱觀43.3駄水硝^！ La(Na)3 6H20和11.5克磷酸HP04 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)85%)，然后分別置于兩 中。(2) 分別加入500ml蒸餾7jC酉誠0.2摩爾/升的溶液，將別過濾去除雜質(zhì)，然后 麟酸溶體雅形瓶中。(3) 在磁力撹拌器的 下，將硝M溶液^A^滴定管中并緩個filk滴加到盛有 磷酸溶液的錐形瓶均勻混合。(4) 滴加開始后，溶液開始變渾濁，隨后產(chǎn)生白色沉淀。(5) 完畢后，將白色沉淀物反復(fù)清洗、超聲、抽濾后，于110。C下烘干。(6) 按照沉淀物-熔鹽為l: 4的質(zhì)量比分別稱艱1份沉淀物，2份硝,和2份 硝,，禾絲子后都加A^磨罐中，在球磨罐中加入^7jC乙醇和研磨球，球磨4小時，使 以上物質(zhì)均勻混合，將均勻混合后的混^t^A電熱MR千燥箱中11(TC^^燥。(7) 將千燥后的混合物置于剛玉坩堝中，方JtAH式電阻爐中于煅燒，煅燒鵬為 40(TC，保溫時間為3小時，然后自然7ti卩至室溫。(8) 往^^后的混合吻中加入蒸餾水并OT聲波中超聲10併中，使混，中的鹽 溶解，然后抽濾，抽濾后得到的沉淀物繼續(xù)加入蒸餾水超聲10 ^H中，糊濾，如此反復(fù) 抽濾三次后，M濾后的白色粉末在電熱MR千燥箱中于ll(TC下烘干，即得到束狀的 磷 粉體。如圖2。由于^^皿為方法的關(guān)mt—，下面僅以皿為例進fiH兌明。 實施例2將^^，提高為50(rC，其它劍牛不變，糊尋到X^立狀的磷M粉體，見圖3。 實施例3將煅燒驢提高為600。C，其它^f牛不變，糊尋到圓球狀的磷翻粉體，見圖4。 實施例4將^^皿提高為70(TC，其它^^牛不變，衞尋到均勻小片狀的磷M粉體，圖5。 實施例5將J^^，提高為80(TC，其它割牛不變，樹尋到大片狀狀的磷M粉體，見圖6。
權(quán)利要求
1、一種不同顆粒形貌磷酸鑭粉體的熔鹽制備方法，首先選擇六水硝酸鑭和磷酸作為反應(yīng)原料，硝酸鈉和硝酸鉀作為熔鹽，再按照六水硝酸鑭/磷酸的摩爾比為1∶1，將六水硝酸鑭和磷酸分別配成濃度為0.2摩爾/升的溶液，在磁力攪拌下，將六水硝酸鑭溶液緩慢加入到磷酸溶液中，加料完畢后，將得到的白色懸濁液進行反復(fù)抽濾、超聲分散，然后干燥得到白色沉淀物，再按照該沉淀物/硝酸鈉和硝酸鉀混合鹽為1∶2到1∶6質(zhì)量比稱取并加入到球磨罐中，然后加入無水乙醇和研磨球進行研磨，研磨4小時后將得到的混合料漿在110℃烘干得到沉淀物與熔鹽的混合物，再將該混合物煅燒，煅燒后的混合物再進行超聲、抽濾、洗滌和烘干就得到磷酸鑭粉體。
2、 如權(quán)利要求1所述的不同顆粒形貌磷酸鑭粉體的熔鹽制備方法，其特 征在于上述的煅燒溫度分別為400、 500、 600、 700、 800。C或其間的溫度。
3、 如權(quán)利要求1所述的不同顆粒形貌磷酸鑭粉體的熔鹽制備方法，其特 征在于上述所用的六水硝酸鑭的純度為99.99%,磷酸為質(zhì)量含量85%的分 析純。
4、 如權(quán)利要求1所述的不同顆粒形貌磷酸鑭粉體的熔鹽制備方法，其特 征在于上述熔鹽為分析純的硝酸鈉和硝酸鉀的混合鹽，并且混合鹽中硝酸 鈉和硝酸鉀的質(zhì)量比為1: 1。
5、 如權(quán)利要求1所述的不同顆粒形貌磷酸鑭粉體的熔鹽制備方法，其特征在于沉淀物與硝酸鈉和硝酸鉀混合鹽的質(zhì)量比在1: 2到1: 6之間。
全文摘要
一種不同顆粒形貌磷酸鑭粉體的熔鹽制備方法。選擇六水硝酸鑭和磷酸作為反應(yīng)原料，硝酸鈉和硝酸鉀作為熔鹽，按照六水硝酸鑭/磷酸的摩爾比為1∶1，將六水硝酸鑭和磷酸分別配成濃度為0.2摩爾/升的溶液，在磁力攪拌下，將硝酸鑭溶液緩慢加入到磷酸溶液中進行反應(yīng)，將得到的白色懸濁液進行反復(fù)洗滌、干燥得到沉淀物，按照該沉淀物/硝酸鈉和硝酸鉀混合鹽為1∶2到1∶6質(zhì)量比稱取并加入到球磨罐中，然后加入乙醇研磨，研磨后將得到的混合料漿烘干，將該混合物在400至800℃下煅燒，煅燒后的混合物再進行超聲、抽濾、洗滌和烘干就得到磷酸鑭粉體。本發(fā)明以煅燒溫度來控制磷酸鑭粉體形貌，純度高，能耗小，顆粒尺寸均勻，且煅燒溫度低。
文檔編號C01B25/00GK101224881SQ20071011458
公開日2008年7月23日 申請日期2007年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月31日
發(fā)明者劉子峰, 柯于林, 昕 王 申請人:中國海洋大學(xué)