一種室溫下合成高發(fā)光強(qiáng)度鎢酸鈣微晶的制備方法
【專利摘要】一種室溫下合成高發(fā)光強(qiáng)度鎢酸鈣微晶的制備方法，包括以下步驟：(1)將鎢酸鈉溶于去離子水中配成摩爾濃度為0.05～1.00mol/L的溶液A，接著將氯化鈣溶于去離子水中配成摩爾濃度為0.05～1.00mol/L的溶液B，其中，配制的溶液A與溶液B的體積比為1∶1；(2)然后將三甘醇在磁力攪拌下加入配制的溶液A中，接著在磁力攪拌下將配制的溶液B加入三甘醇與溶液A的混合溶液中，整個(gè)反應(yīng)體系中，三甘醇與混合溶液中去離子水的體積比為1∶1～1∶8，繼續(xù)常溫下攪拌反應(yīng)20～120分鐘，然后在常溫下靜置使白色沉淀完全沉積在反應(yīng)容器底部；(3)去掉上層清液，離心、分離沉淀，然后用水和有機(jī)溶劑洗滌沉淀；(4)沉淀放在真空干燥箱內(nèi)50℃～100℃下干燥2～6小時(shí)即成，即成。本發(fā)明制備的鎢酸鈣發(fā)光強(qiáng)度遠(yuǎn)高于普通沉淀法制備的鎢酸鈣，而且也具有產(chǎn)率高、形貌規(guī)則、尺寸均一、分散性好、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
【專利說明】—種室溫下合成高發(fā)光強(qiáng)度鎢酸鈣微晶的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鎢酸鈣微晶的制備方法，具體涉及一種室溫下合成高發(fā)光強(qiáng)度鎢酸鈣微晶的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]鎢酸鈣是一種典型的白激活發(fā)光材料，具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)。由于0^04具有特有的光學(xué)性能，可被用作磷光體、放射強(qiáng)度閃爍計(jì)數(shù)材料和激光器基質(zhì)材料等方面；若將稀土離子仙' 等作為激發(fā)劑，摻入鎢酸鈣材料中，可使(?肌)4產(chǎn)生紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光，從而獲得重要的應(yīng)用。
[0003]目前，對(duì)于0！104納米晶的研究還比較少，而鎢酸鈣微納米材料的制備方法主要有高溫固相法、均相共沉淀法、水熱法、溶膠-凝膠法、燃燒合成法、微乳液法等，其中，高溫固相法能耗大，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)且不完全，使得產(chǎn)物粒徑偏大，分布不均勻，比較容易出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，影響發(fā)光強(qiáng)度。均相共沉淀法對(duì)原料的純度要求高，合成路線長(zhǎng)，過程中已引入雜質(zhì)，呈膠體狀的沉淀難于洗滌和過濾，沉淀劑的選擇較復(fù)雜，導(dǎo)致發(fā)光強(qiáng)度不高。水熱法需在較高溫和壓力下進(jìn)行，對(duì)設(shè)備要求較高。溶膠-凝膠法成本相對(duì)較高，處理操作復(fù)雜且制備周期長(zhǎng)。燃燒合成法很難控制反應(yīng)的進(jìn)程和反應(yīng)的速度，產(chǎn)物形貌單一或尺寸難于控制；產(chǎn)率不高，并且在燃燒的過程還伴有氨等氣體逸出，污染環(huán)境。微乳液法產(chǎn)物形貌單一或尺寸難于控制，產(chǎn)率不高，發(fā)光強(qiáng)度不高等。例如現(xiàn)有技術(shù)⑶201010202897.8公開了一種鎢酸鈣熒光粉的制備方法，包括以下步驟:(1)分別取去皮墨魚骨及鎢酸銨備用:(2)按墨魚骨與鎢酸銨的摩爾比為12?6: 1，稱取上述墨魚骨加入到反應(yīng)釜內(nèi)，加入鎢酸銨及適量的水，將反應(yīng)釜密封，在120?1801的溫度下反應(yīng)24?48小時(shí)；⑶將反應(yīng)產(chǎn)物用蒸餾水沖洗，干燥，在200?10001的溫度下煅燒，煅燒時(shí)間為1?2小時(shí)，即得到鎢酸鈣熒光粉。該發(fā)明耗能大，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，并且發(fā)光強(qiáng)度最大可達(dá)才1093^.11〕。⑶201410034794.3公開了一種孿生球狀鎢酸鈣微晶的制備方法:卩-環(huán)糊精溶于水，加入鎢酸鈉配成溶液匕；將硝酸鈣溶于水配成溶液8 ；在常溫?cái)嚢柘?，將溶?加入溶液八，繼續(xù)常溫?cái)嚢??6小時(shí)制得孿生球狀鎢酸鈣微晶。該發(fā)明中鎢酸鈉、硝酸鈣、13 -環(huán)糊精三者反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，并且產(chǎn)物孿生球狀鎢酸鈣微晶的發(fā)光強(qiáng)度也不理想。⑶200610117285.2公開了一種快速制備鎢酸鈣介晶的方法，首先將等量的、相同濃度的鈣鹽水溶液和鎢酸鈉水溶液分別按一定比例與正辛烷、正丁醇、十六烷基三甲基溴化銨配制成透明的微乳液，然后將兩種微乳液在一定溫度范圍內(nèi)迅速混合，繼續(xù)攪拌10分鐘，反應(yīng)結(jié)束，即可獲得鎢酸鈣介晶，該發(fā)明雖然反應(yīng)速度快，但是發(fā)光強(qiáng)度并不高。因此，探索一種簡(jiǎn)單、快速、環(huán)保的方法制備發(fā)光強(qiáng)度高、產(chǎn)率高、形貌規(guī)則和分散性好的鎢酸鈣微納米材料仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種室溫下合成高發(fā)光強(qiáng)度鎢酸鈣微晶的制備方法，制備的鎢酸鈣發(fā)光強(qiáng)度遠(yuǎn)高于普通沉淀法制備的鎢酸鈣，而且也具有產(chǎn)率高、形貌規(guī)則、尺寸均一、分散性好、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:一種室溫下合成高發(fā)光強(qiáng)度鎢酸鈣微晶的制備方法，包括以下步驟:
(1)首先將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液八，所述溶液八中鎢酸鈉的摩爾濃度為
0.05?1.00001/1，接著將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液8，所述溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為0.05?1.0011101/1，其中，配制的溶液4與溶液8的體積比為1: 1；
(2)然后將三甘醇在磁力攪拌下加入配制的溶液纟中，接著在磁力攪拌下將配制的溶液8加入三甘醇與溶液八的混合溶液中，整個(gè)反應(yīng)體系中，三甘醇與混合溶液中去離子水的體積比為1: 1?1: 8，繼續(xù)常溫下攪拌反應(yīng)20?120分鐘，然后在常溫下靜置使白色沉淀完全沉積在反應(yīng)容器底部；
(3)將步驟(2)中混合溶液中的上層清液去掉，離心、分離沉淀，然后用水和有機(jī)溶劑洗滌沉淀；
(4)最后將步驟(3)中洗滌后的沉淀放在真空干燥箱內(nèi)501?1001下干燥2?6小時(shí)即成，即成。
[0006]進(jìn)一步，步驟⑴中，所述溶液4中鎢酸鈉的摩爾濃度為1.0011101/1 ；所述溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為1.00.1101/1 ；所述配制的溶液八與溶液8的體積均為25“ ；所述水為去離子水。
[0007]進(jìn)一步，步驟(2)中，在整個(gè)反應(yīng)體系中，所述三甘醇與混合溶液中去離子水的比例為1: 5，可達(dá)到最高的發(fā)光強(qiáng)度；所述反應(yīng)時(shí)間為20分鐘，可有效控制鎢酸鈣的熟化程度，形成規(guī)整且尺寸較小的球狀晶體；所述的攪拌均采用磁力攪拌。
[0008]進(jìn)一步，所述三甘醇的用量為100]。
[0009]進(jìn)一步，步驟(3)中，所述水為去離子水，所述有機(jī)溶劑為無水乙醇。
[0010]進(jìn)一步，步驟(4)中，所述沉淀放在真空干燥箱內(nèi)801下干燥4小時(shí)。
[0011]本發(fā)明之室溫下合成高發(fā)光強(qiáng)度鎢酸鈣微晶的制備方法中以常見的鎢酸鈉、氯化鈣為反應(yīng)原料，以相對(duì)環(huán)保安全的三甘醇作為添加劑，采用常溫?cái)嚢璺纯墒巩a(chǎn)物鎢酸鈣在三甘醇提供的結(jié)構(gòu)平臺(tái)上成核、生長(zhǎng)，使之形成光滑、形貌規(guī)整、尺寸較小的球狀晶體，并且發(fā)光強(qiáng)度高、分散性好、產(chǎn)率高和穩(wěn)定性好。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明制備的鎢酸鈣微晶形成的球體達(dá)到1?3 9 ！11，尺寸均一，與傳統(tǒng)沉淀法制得鎢酸鈣相比，其發(fā)光強(qiáng)度提高了將近4倍；利用本發(fā)明之高發(fā)光強(qiáng)度鎢酸鈣微晶的制備方法，所得到的球狀鎢酸鈣微晶發(fā)光強(qiáng)度是未添加三甘醇制得鎢酸鈣發(fā)光強(qiáng)度的將近4倍，且形貌規(guī)則，分散性好，尺寸較小。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明所制備的鎢酸鈣微晶發(fā)光強(qiáng)度最高可達(dá)2376、I！〕，產(chǎn)率最高可達(dá)87.1%
[0012]本發(fā)明原料環(huán)保易得，采用的常溫制備過程節(jié)能、高效快捷易于實(shí)施，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)；本發(fā)明制備的鎢酸鈣微晶在示波器、閃爍器和120半導(dǎo)體照明器件等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的鎢酸鈣微晶的掃描電子顯微鏡321圖；
[0014]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的鎢酸鈣微晶與實(shí)施例2制備的鎢酸鈣微晶的發(fā)光強(qiáng)度對(duì)比圖；
[0015]圖3為本發(fā)明實(shí)施例3和實(shí)施例4與實(shí)施例1制備鎢酸鈣微晶的發(fā)光強(qiáng)度對(duì)比圖；
[0016]圖4為本發(fā)明實(shí)施例5和實(shí)施例6與實(shí)施例1制備鎢酸鈣微晶的發(fā)光強(qiáng)度對(duì)比圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。
[0018]實(shí)施例1
[0019]1、將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液八，溶液八中鎢酸鈉的摩爾濃度為1.00001/[，體積為25“ ；將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液8，溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為1.0011101/[，體積為 251111 ；
[0020]2、在攪拌下將1001三甘醇加入溶液八中，在攪拌下再將溶液8加入到三甘醇與溶液八的混合溶液中，繼續(xù)常溫下攪拌反應(yīng)20分鐘，然后在常溫下靜置一段時(shí)間，使白色沉淀完全沉積在反應(yīng)容器底部；
[0021]3、去掉上層清液，離心、分離沉淀，然后用去離子水和無水乙醇洗滌沉淀；
[0022]4、將上述沉淀放在真空干燥箱內(nèi)801下干燥4小時(shí)，最終得到白色的鎢酸鈣粉末。
[0023]本實(shí)施例制備的鎢酸鈣球狀微晶321圖，如圖1所示，由圖1可知，鎢酸鈣球狀微晶粒徑約為3 4 111，且分散良好；測(cè)得產(chǎn)率為81.1%，用卜7000型熒光分光光度計(jì)測(cè)定發(fā)光強(qiáng)度，激發(fā)光波長(zhǎng)為242=%由圖2可知，測(cè)得鎢酸鈣球狀微晶發(fā)光強(qiáng)度為2376、11]。
[0024]對(duì)照實(shí)施例2:
[0025]1、將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液八，溶液八中鎢酸鈉的摩爾濃度為1.00001/[，體積為25“ ；將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液8，溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為1.0011101/[，體積為 251111 ；
[0026]2、在攪拌下將2501溶液8加入2501溶液八中，繼續(xù)常溫下攪拌反應(yīng)20分鐘，然后在常溫下靜置一段時(shí)間，使白色沉淀完全沉積在反應(yīng)容器底部；
[0027]3、去掉上層清液，離心、分離沉淀，然后用去離子水和無水乙醇洗滌沉淀；
[0028]4、將沉淀放在真空干燥箱內(nèi)801下干燥4小時(shí)，最終得到白色的鎢酸鈣粉末。
[0029]測(cè)得產(chǎn)率為76.9%，由圖2可知，鎢酸鈣球狀微晶測(cè)得發(fā)光強(qiáng)度為600^.11]。
[0030]實(shí)施例3
[0031]1、將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液八，溶液八中鎢酸鈉的摩爾濃度為1.00001/[，體積為25“ ；將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液8，溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為1.0011101/[，體積為 251111 ；
[0032]2、在攪拌下將50“三甘醇加入溶液八，在攪拌下再將溶液8加入三甘醇與溶液八的混合溶液中，繼續(xù)常溫下攪拌反應(yīng)20分鐘，然后在常溫下靜置一段時(shí)間，使白色沉淀完全沉積在反應(yīng)容器底部；
[0033]3、去掉上層清液，離心、分離沉淀，然后用去離子水和無水乙醇洗滌沉淀；
[0034]4、將沉淀放在真空干燥箱內(nèi)801下干燥4小時(shí)，最終得到白色的鎢酸鈣粉末。
[0035]測(cè)得產(chǎn)率為54.9%，由圖3可知，測(cè)得鎢酸鈣球狀微晶發(fā)光強(qiáng)度為250匕.11]。
[0036]實(shí)施例4
[0037]1、將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液八，溶液八中鎢酸鈉的摩爾濃度為1.00001/[，體積為25“ ；將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液8，溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為1.0011101/[，體積為 251111 ；
[0038]2、在攪拌下將6“三甘醇加入溶液八，在攪拌下再將溶液8加入三甘醇與溶液八的混合溶液中，繼續(xù)常溫下攪拌反應(yīng)20分鐘，然后在常溫下靜置一段時(shí)間，使白色沉淀完全沉積在反應(yīng)容器底部；
[0039]3、去掉上層清液，離心、分離沉淀，然后用去離子水和無水乙醇洗滌沉淀；
[0040]4、將沉淀放在真空干燥箱內(nèi)801下干燥4小時(shí)，最終得到白色的鎢酸鈣粉末。
[0041]測(cè)得產(chǎn)率為66.7%，由圖3可知，測(cè)得鎢酸鈣球狀微晶發(fā)光強(qiáng)度為2000、11]。
[0042]實(shí)施例5
[0043]1、將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液八，溶液八中鎢酸鈉的摩爾濃度為1.00001/[，體積為25“ ；將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液8，溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為1.0011101/[，體積為 251111 ；
[0044]2、將1001三甘醇加入溶液八，在攪拌下再將溶液8加入三甘醇與溶液八的混合溶液中，繼續(xù)常溫下攪拌反應(yīng)60分鐘，然后在常溫下靜置一段時(shí)間，使白色沉淀完全沉積在反應(yīng)容器底部；
[0045]3、去掉上層清液離心分離沉淀，然后用去離子水和無水乙醇洗滌沉淀；
[0046]4、將沉淀放在真空干燥箱內(nèi)801下干燥4小時(shí)，最終得到白色的鎢酸鈣粉末。
[0047]測(cè)得產(chǎn)率為80.8%，由圖4可知，測(cè)得鎢酸鈣球狀微晶發(fā)光強(qiáng)度為1700、11]。
[0048]實(shí)施例6
[0049]1、將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液八，溶液八中鎢酸鈉的摩爾濃度為1.00001/[，體積為25“ ；將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液8，溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為
1.0011101/[，體積為 251111 ；
[0050]2、在攪拌下將1001三甘醇加入溶液八，在攪拌下再將溶液8加入三甘醇與溶液八的混合溶液中，繼續(xù)常溫下攪拌反應(yīng)120分鐘，然后在常溫下靜置一段時(shí)間，使白色沉淀完全沉積在反應(yīng)容器底部；
[0051]3、去掉上層清液，離心、分離沉淀，然后用去離子水和無水乙醇洗滌沉淀；
[0052]4、將沉淀放在真空干燥箱內(nèi)801下干燥4小時(shí)，最終得到白色的鎢酸鈣粉末。
[0053]測(cè)得產(chǎn)率為75.3%，由圖4可知，測(cè)得鎢酸鈣球狀微晶發(fā)光強(qiáng)度為1600、11]。
[0054]實(shí)施例7
[0055]1、將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液八，溶液八中鎢酸鈉的摩爾濃度為0.05001/[，體積為25“ ；將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液8，溶液8中氯化鈣的摩爾濃度為0.0511101/[，體積為 251111 ；
[0056]2、在攪拌下將1001三甘醇加入溶液八，在攪拌下再將溶液8加入三甘醇與溶液八的混合溶液中，繼續(xù)常溫下攪拌反應(yīng)90分鐘，然后在常溫下靜置一段時(shí)間，使白色沉淀完全沉積在反應(yīng)容器底部；
[0057]3、去掉上層清液，離心、分離沉淀，然后用去離子水和無水乙醇洗滌沉淀；
[0058]4、將沉淀放在真空干燥箱內(nèi)801下干燥4小時(shí)，最終得到白色的鎢酸鈣粉末。
[0059] 測(cè)得產(chǎn)率為87.1%，測(cè)得鎢酸鈣球狀微晶發(fā)光強(qiáng)度為1565、11]。
【權(quán)利要求】
1.一種室溫下合成高發(fā)光強(qiáng)度鎢酸鈣微晶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)首先將鎢酸鈉溶于去離子水中配成溶液A，所述溶液A中鎢酸鈉的摩爾濃度為0.05?1.0Omol/L，接著將氯化鈣溶于去離子水中配成溶液B，所述溶液B中氯化鈣的摩爾濃度為0.05?1.0Omol/L，其中，配制的溶液A與溶液B的體積比為1:1; (2)然后將三甘醇在磁力攪拌下加入配制的溶液A中，接著在磁力攪拌下將配制的溶液B加入三甘醇與溶液A的混合溶液中，整個(gè)反應(yīng)體系中，三甘醇與混合溶液中去離子水的體積比為1:1?1: 8，繼續(xù)常溫下攪拌反應(yīng)20?120分鐘，然后在常溫下靜置使白色沉淀完全沉積在反應(yīng)容器底部； (3)將步驟(2)中混合溶液中的上層清液去掉，離心、分離沉淀，然后用水和有機(jī)溶劑洗滌沉淀； (4)最后將步驟(3)中洗滌后的沉淀放在真空干燥箱內(nèi)50°C?100°C下干燥2?6小時(shí)即成，即成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室溫下合成高發(fā)光強(qiáng)度鎢酸鈣微晶的制備方法，其特征在于，步驟(I)中，所述溶液A中鎢酸鈉的摩爾濃度為1.0Omol/L;所述溶液B中氯化鈣的摩爾濃度為1.00mol/L ;所述配制的溶液A與溶液B的體積均為25ml。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的室溫下合成高發(fā)光強(qiáng)度鎢酸鈣微晶的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述三甘醇與混合溶液中去離子水的比例為1: 5;所述反應(yīng)時(shí)間為20分鐘；所述的攪拌均采用磁力攪拌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的室溫下合成高發(fā)光強(qiáng)度鎢酸鈣微晶的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述水為去離子水，所述有機(jī)溶劑為無水乙醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的室溫下合成高發(fā)光強(qiáng)度鎢酸鈣微晶的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述水為去離子水，所述有機(jī)溶劑為無水乙醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的室溫下合成高發(fā)光強(qiáng)度鎢酸鈣微晶的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述沉淀放在真空干燥箱內(nèi)80°C下干燥4小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的室溫下合成高發(fā)光強(qiáng)度鎢酸鈣微晶的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述沉淀放在真空干燥箱內(nèi)80°C下干燥4小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的室溫下合成高發(fā)光強(qiáng)度鎢酸鈣微晶的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述沉淀放在真空干燥箱內(nèi)80°C下干燥4小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C01G41/00GK104449708SQ201410668331
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】張進(jìn) 申請(qǐng)人:重慶文理學(xué)院