專利名稱：一種適于批量生產(chǎn)摻銅鋁硫化鋅納米熒光粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種金屬摻雜的ZnS基納米發(fā)光材料的制備方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，ZnS是一種性能獨(dú)特的發(fā)光材料基質(zhì)，通過改變其中的摻雜劑可以得到不同波段的高效可見輻射，實(shí)現(xiàn)真正意義上的全色發(fā)光。因此，ZnS材料得到了極其廣泛的應(yīng)用。幾十年來，人們?yōu)閷?shí)現(xiàn)ZnS基發(fā)光材料的全色化，提高其發(fā)光效率，改進(jìn)其光電性能，開拓其應(yīng)用進(jìn)行了很多努力，取得了巨大成功。特別是1994年，Bhargava報導(dǎo)了在納米ZnS基質(zhì)中摻入Mn2+后發(fā)現(xiàn)其量子效率有大幅度提高，這大大引發(fā)了人們研究ZnS基納米發(fā)光材料的熱情。近年來，人們采用了多種方法用于制備金屬摻雜的ZnS基納米發(fā)光材料，取得了很大進(jìn)展。如上海大學(xué)金炎等人用絡(luò)合轉(zhuǎn)換法在殼聚糖有機(jī)介質(zhì)中制得了ZnS∶Cu納米微晶，北京大學(xué)孫聆東等人采用水溶膠合成法制備了ZnS∶Cu水溶膠，天津大學(xué)李振鋼等人以聚氧化乙烯作介質(zhì)，在ZnS納米微晶中成功地?fù)饺肓虽B、錳、銅等多種元素。但是這些探索均未能實(shí)現(xiàn)金屬摻雜的ZnS基納米熒光粉的批量制備，所得產(chǎn)品需依賴溶液或薄膜等載體而不能以微晶狀獨(dú)立存在，從而使其應(yīng)用受到限制。金屬摻雜的ZnS基納米熒光粉批量制備尚有很大空間等待人們?nèi)ヌ剿鳌?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是建立一種設(shè)備簡單、操作方便、成本低、產(chǎn)品發(fā)光效率高、可批量生產(chǎn)ZnS∶Cu∶Al納米熒光粉的制備方法。本發(fā)明的反應(yīng)步驟和條件如下采用甲基丙烯酸與乙酸鋅作為反應(yīng)起始物，然后在一定的溫度進(jìn)行聚合和硫化反應(yīng)(1)甲基丙烯酸鋅的制備按照反應(yīng)式[I]， 通過甲基丙烯酸與乙酸鋅的反應(yīng)來制備甲基丙烯酸鋅；(2)聚甲基丙烯酸鋅的制備按照反應(yīng)式[II]， 使步驟(1)的甲基丙烯酸鋅在鏈轉(zhuǎn)移劑與引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)鏈轉(zhuǎn)移劑與甲基丙烯酸的摩爾比，來控制調(diào)節(jié)聚合度，從而對納米粒徑進(jìn)行控制，n為聚合度；(3)按照反應(yīng)式[III]，使步驟(2)的聚甲基丙烯酸鋅與Na2S、 CuSO4、Al2(SO4)3反應(yīng)，反應(yīng)后所得產(chǎn)物經(jīng)離心分離、洗滌、干燥后，即可得到ZnS∶Cu∶Al納米熒光粉；根據(jù)反應(yīng)式[I]和反應(yīng)式[III]，乙酸鋅與硫酸銅的摩爾比為100∶0.4-2。根據(jù)反應(yīng)式[II]中的引發(fā)劑采用過硫酸鉀或過硫酸銨或過氧化二苯甲?；蚺嫉惗‰妫绘溵D(zhuǎn)移劑采用巰基乙酸或巰基丙酸等。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明選擇甲基丙烯酸與巰基乙酸的摩爾比來控制納米粒子的粒徑，如摩爾比為1∶200或1∶250時，分別可得粒徑為2nm或2.2nm的熒光粉。在納米粒子形成過程中，聚甲基丙烯酸將納米粒子包敷起來，從而鈍化了納米粒子表面，提高了發(fā)光效率，且延長了納米熒光粉的使用壽命，實(shí)現(xiàn)了ZnS∶Cu∶Al納米熒光粉的批量生產(chǎn)。本發(fā)明提供的一種適于批量生產(chǎn)摻銅鋁硫化鋅納米熒光粉的制備方法成本低、操作簡單、無毒性。ZnS∶Cu∶Al納米熒光粉可用于電致發(fā)光、平板顯示、陰極射線管等，此外它還可用于傳感器，納米材料激光的制作。
具體實(shí)施例方式根據(jù)反應(yīng)式[I]、反應(yīng)式[II]和反應(yīng)式[III]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例2當(dāng)改變實(shí)施例1中所述的鏈轉(zhuǎn)移劑巰基乙酸與甲基丙烯酸的摩爾數(shù)量，使其摩爾比為1∶250，1∶500，其它具體操作如實(shí)施例1所述，可得粒徑分別為2.2nm，2.7nm的ZnS∶Cu∶Al納米熒光粉。
權(quán)利要求
1.一種適于批量生產(chǎn)摻銅鋁硫化鋅納米熒光粉的制備方法，其特征在于采用甲基丙烯酸與乙酸鋅作為反應(yīng)起始物，然后在一定的溫度進(jìn)行聚合和硫化反應(yīng)(1)甲基丙烯酸鋅的制備按照反應(yīng)式[I]， 通過甲基丙烯酸與乙酸鋅的反應(yīng)來制備甲基丙烯酸鋅；(2)聚甲基丙烯酸鋅鹽的制備按照反應(yīng)式[II]， 使甲基丙烯酸鋅在鏈轉(zhuǎn)移劑與引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)鏈轉(zhuǎn)移劑與甲基丙烯酸的摩爾比，來控制調(diào)節(jié)聚合度，從而對納米粒徑進(jìn)行控制；(3)按照反應(yīng)式[III]，使聚甲基丙烯酸鋅與Na2S、 CuSO4、Al2(SO4)3反應(yīng)，所得產(chǎn)物經(jīng)離心分離、洗滌、干燥后，即可得到ZnS∶Cu∶Al納米熒光粉；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻銅鋁硫化鋅納米熒光粉的制備方法，其特征在于根據(jù)反應(yīng)式[I]和反應(yīng)式[III]，乙酸鋅與硫酸銅的摩爾比為100∶0.4-2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻銅鋁硫化鋅納米熒光粉的制備方法，其特征在于根據(jù)反應(yīng)式[II]中的引發(fā)劑采用過硫酸鉀或過硫酸銨或過氧化二苯甲酰或偶氮二異丁腈；鏈轉(zhuǎn)移劑采用巰基乙酸或巰基丙酸等。
全文摘要
本發(fā)明是一種適于批量生產(chǎn)摻銅鋁硫化鋅納米熒光粉的制備方法,通過甲基丙烯酸與乙酸鋅的反應(yīng)來制備甲基丙烯酸鋅;使甲基丙烯酸鋅在鏈轉(zhuǎn)移劑與引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應(yīng),調(diào)節(jié)鏈轉(zhuǎn)移劑與甲基丙烯酸的摩爾比控制聚合度則控制納米粒子的粒徑;使聚甲基丙烯酸鋅與Na
文檔編號C09K11/56GK1352207SQ0113874
公開日2002年6月5日 申請日期2001年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月30日
發(fā)明者張海明, 王之建, 元金山 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所