專(zhuān)利名稱(chēng)：較低溫度下制備M<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub>基質(zhì)熒光粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種較低溫度下制備M2Si04基質(zhì)熒光粉的方法，屬于材料合成技
術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
M2Si04基質(zhì)硅酸鹽熒光粉由于具有物理化學(xué)性能穩(wěn)定、耐老化性能優(yōu)異、光
轉(zhuǎn)化效率高、結(jié)晶度高、結(jié)晶體透光性好的優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于各個(gè)光學(xué)領(lǐng)
域。在M2Si04基質(zhì)中添加少量不同的發(fā)光離子(Mn" ， Eu"等)可以使其有不同的 發(fā)光性能。如ZnSi04:Mn"綠色熒光粉被廣泛應(yīng)用于CRT, PDP，長(zhǎng)余輝顯示等領(lǐng) 域；(Ba，Sr，Ca，Mg)2Si04 : Eu"黃色熒光粉被廣泛應(yīng)用于白光LED照明領(lǐng)域。
目前，M2Si(UM選自Zn、 Mg、 Sr、 Ca和Ba中的一種或多種元素組合)基質(zhì) 硅酸鹽焚光粉的制備主要采用傳統(tǒng)的高溫固相法，即將M2C03， Si02，助熔劑等 原料充分混合后，在空氣中1100-1350。C灼燒l-3h，再在還原氣氛中升溫至 1100-1350°C，保溫3-5h合成。該方法往往需要多次高溫灼燒，而且此過(guò)程中 容易生成雜相。生產(chǎn)中上述制備過(guò)程需要消耗大量能源，對(duì)加熱設(shè)備配置的要 求較高，合成產(chǎn)物一般需要經(jīng)過(guò)破碎、分級(jí)等后處理，耗時(shí)耗能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問(wèn)題，提供一種較低溫度下制 備免球磨M2Si04基質(zhì)熒光粉的方法。與高溫固相法相比，該方法可以在較低溫度 (800-870°C)、較短時(shí)間(lh)還原氣氛中合成出純度高，發(fā)光性能優(yōu)良，顆 粒粒徑在5^un左右，無(wú)需通過(guò)球磨減小粒徑就可以達(dá)到使用要求的M2Si04基質(zhì)焚 光粉。
本發(fā)明涉及的熒光粉的化學(xué)表達(dá)式為M2Si04,其中M為Zn、 Mg、 Sr、 Ca、 Ba、 Mn和Eu中的一種或多種。 具體步驟為
(1)按照M2Si04 (其中M為Zn、 Mg、 Sr、 Ca、 Ba、 Mn和Eu中的一種或多 種)化學(xué)計(jì)量比計(jì)算出所需金屬硝酸鹽、尿素和(CA0)4Si的量，其中硝酸鹽與 尿素的化學(xué)計(jì)量摩爾比為1: 1. 67。再按照(C2HsO)4Si與SrCl2.6H20的摩爾比為1: x(0<x<1.2)，計(jì)算出SrClr6H20用量；(2)按照步驟(1)的計(jì)算結(jié)果稱(chēng)取所需金屬硝酸鹽、尿素和SrClr6H20, 將它們混合并在瑪瑙研缽中研磨或在混料設(shè)備中混合30min使其充分混合，得 到糊狀混合物A;將所需的(C2HsO)4Si添加到混合物A中，在研缽中將其充分研 磨或在混料設(shè)備中混合60-120 min直至得到凝膠B;然后將凝膠B移至550°C 的馬弗爐中，30min后取出并研磨，得到粉末C。將粉末C放入還原氣氛爐內(nèi)， 加熱到800-870°C，保溫lh，在20%氫氣和8(^氬氣的還原氣氛中降到200。C取 出，在研缽內(nèi)研磨5min得到產(chǎn)物D;最后將產(chǎn)物D在25-10(TC去離子水中浸泡 攪拌6小時(shí)，過(guò)濾后將其在150。C以下烘干到高純M2Si04基質(zhì)熒光粉。 本發(fā)明與傳統(tǒng)高溫固相法相比，有以下優(yōu)點(diǎn)
1) 合成溫度低(800-87(TC以下)、時(shí)間短(l-2h)，大大降低了合成過(guò)程 中的能源消耗和設(shè)備損耗。產(chǎn)物純度高，發(fā)光性能優(yōu)良，顆粒粒徑在5薩左右， 無(wú)需通過(guò)球磨減小粒徑就可以達(dá)到使用的要求。
2) 工藝流程簡(jiǎn)單，易于操作，對(duì)合成設(shè)備要求低，非常有利于工業(yè)化。
圖1為本發(fā)明添加0. 025摩爾SrCl2.6H20時(shí)，經(jīng)過(guò)水洗后 SWao-osSiO" 0. 02Eu2+黃色熒光粉的SEM圖。
圖2為本發(fā)明添加0. 05摩爾SrCl2.6H20時(shí)，Sr^Bao.^SiO" 0. 02Eu2+黃色熒 光粉的XRD衍射圖。
圖3為本發(fā)明添加0. 025摩爾SrCl2.6H20時(shí)，Sr^BauSiO" 0. 02Eu2+黃色熒 光粉的XRD衍射圖。
圖4為本發(fā)明添加0. 0125摩爾SrCl2.6H20時(shí)，Sr^Ba^SiO" 0. 02Eu2+黃色 熒光粉的XRD衍射圖。
圖5為本發(fā)明不添加SrCl2.6H20時(shí)，SrL,3Ba。,。5Si04: 0. 02￡,黃色熒光粉的XRD 衍射圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
SrL,3Ba。,。5Si04: 0. 02Eu2+黃色焚光粉的制備 稱(chēng)取O. 0965摩爾Sr(N03)2， 0. 0025摩爾Ba (N03) 2， 0. 167摩爾CON2H4， 0. 001摩爾Eu (N03) 3. 6H20和0. 05摩爾SrCl2-6H20將它們混合并在瑪瑙研缽中 研磨30min使其充分混合，得到糊狀混合物A;將0. 05摩爾(C2H50)4Si添加到 混合物A中，在研缽中將其充分研磨混合60 min直至得到凝膠B;然后將凝膠
4B移至55(TC的馬弗爐中，30min后取出并研磨，得到粉末C。將粉末C放入還 原氣氛爐內(nèi)，加熱到850°C，保溫lh，在20% H廣80Ur還原氣氛中降到200°C 取出，在研缽內(nèi)研磨5min得到產(chǎn)物D;最后稱(chēng)取適量產(chǎn)物D在100ml、 8(TC去 離子水中浸泡攪拌6小時(shí)，過(guò)濾后將其在100。C烘干到產(chǎn)物為高純 SrL,3Ba。,。5Si04: 0. 02Eu2+黃色熒光粉。 實(shí)施例2:
Sr^Ba^SiO" 0. 02Eu2+黃色熒光粉的制備
稱(chēng)取0. 0965摩爾Sr(N03) 2, 0. 0025摩爾Ba (N03) 2， 0. 167摩爾CON2H4， 0. 001摩爾Eu (N03) 3. 6H20和0. 025摩爾SrCl2'6H20將它們混合并在瑪瑙研缽 中研磨30min使其充分混合，得到糊狀混合物A;將0. 05摩爾(C2H50)4Si添加 到混合物A中，在研缽中將其充分研磨混合60 min直至得到凝膠B;其余同實(shí) 例l。得到的產(chǎn)物為純相SrLwBa。.。5SiO4:0. 02Eu2+黃色熒光粉。
實(shí)施例3:
Sr^Ba^SiO" 0. 02Eu2+黃色熒光粉的制備
稱(chēng)取O. 0965摩爾Sr(N03)2， 0. 0025摩爾Ba (N03) 2， 0. 167摩爾CON2H4， 0. 001摩爾Eu (N03)3. 6H20和0. 0125摩爾SrCl2'6H20將它們混合并在瑪瑙研缽 中研磨30min使其充分混合，得到糊狀混合物A;將0. 05摩爾(C2H50)4Si添加 到混合物A中，在研缽中將其充分研磨混合60 min直至得到凝膠B;其余同實(shí) 例l。得到的產(chǎn)物為高純Sn."Ba。.。5SiO4:0. 02Eu2+黃色熒光粉。
對(duì)比實(shí)施例
Sr^Ba^SiO" 0. 02Eu2+黃色熒光粉的制備
稱(chēng)取0.0965摩爾Sr(NO3)2，0. 0025摩爾Ba (N03)2. 6H20， 0. 167摩爾CON2H4 和0. 001摩爾Eu (N03)3. 6&0將它們混合并在瑪瑙研缽中研磨30min使其充分 混合，得到糊狀混合物A;將0. 05摩爾(C2H50)4Si添加到混合物A中，在研缽 中將其充分研磨混合60 min直至得到凝膠B;其余同實(shí)例1。得到的產(chǎn)物除含 有SrL"Ba。,。5Si04: 0. 02Eu2+黃色熒光粉外，還有大量雜相。
權(quán)利要求
1.一種較低溫度下制備M2SiO4基質(zhì)熒光粉的方法，其特征在于具體步驟為(1)按照M2SiO4化學(xué)計(jì)量比計(jì)算出所需金屬硝酸鹽、尿素和(C2H5O)4Si的量，其中M為Zn、Mg、Sr、Ca、Ba、Mn和Eu中的一種或多種，硝酸鹽與尿素的化學(xué)計(jì)量摩爾比為1∶1.67；再按照(C2H5O)4Si與SrCl2·6H2O的摩爾比為1∶X，0＜X＜1.2，計(jì)算出SrCl2·6H2O用量；(2)按照步驟(1)的計(jì)算結(jié)果稱(chēng)取所需金屬硝酸鹽、尿素和SrCl2·6H2O，將它們混合并在瑪瑙研缽中研磨或在混料設(shè)備中混合30min使其充分混合，得到糊狀混合物A；將所需的(C2H5O)4Si添加到混合物A中，在研缽中將其充分研磨或在混料設(shè)備中混合60-120min直至得到凝膠B；然后將凝膠B移至550℃的馬弗爐中，30min后取出并研磨，得到粉末C；將粉末C放入還原氣氛爐內(nèi)，加熱到800-870℃，保溫1h，在20％氫氣和80％氬氣的還原氣氛中降到200℃取出，在研缽內(nèi)研磨5min得到產(chǎn)物D；最后將產(chǎn)物D在25-100℃去離子水中浸泡攪拌6小時(shí)，過(guò)濾后將其在150℃以下烘干得到M2SiO4基質(zhì)熒光粉。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種較低溫度下制備M<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub>基質(zhì)熒光粉的方法。(1)按M<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub>化學(xué)計(jì)量比稱(chēng)取所需金屬硝酸鹽、尿素和SrCl<sub>2</sub>·6H<sub>2</sub>O，其中M為Zn、Mg、Sr、Ca、Ba、Mn和Eu中的一種或多種，將它們充分混合后加入化學(xué)計(jì)量比所需的(C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>O)<sub>4</sub>Si再次充分混合得到凝膠；(2)將凝膠移至550℃的馬弗爐中，30min后取出，研磨后將其在還原氣氛爐內(nèi)800-870℃灼燒1h，在還原氣氛中降溫到200℃取出，稍加研磨后經(jīng)過(guò)去離子水洗滌、過(guò)濾、烘干，得到高純M<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub>基質(zhì)熒光粉。本發(fā)明合成溫度低(870℃以下)、時(shí)間短(1h)；工藝流程簡(jiǎn)單，易于操作，對(duì)合成設(shè)備要求低，有利于工業(yè)化。
文檔編號(hào)C09K11/79GK101671559SQ200910114408
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月19日
發(fā)明者張寶林, 強(qiáng)耀春 申請(qǐng)人:桂林理工大學(xué)