一種鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料的制備方法，屬于材料制備技術領域。本發(fā)明用均苯四甲酸作為碳酸鍶的生長調節(jié)劑，生長合成得到比表面積較大的花狀碳酸鍶粒子，并均勻摻雜到自制的七鋁酸十二鈣前驅體中，且七鋁酸十二鈣是一種寬度隙鋁酸鹽，具有獨特的納米籠狀結構、良好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，從而提高了紅色稀土發(fā)光材料的穩(wěn)定性，最后通過溶膠凝膠沉淀法制備鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料。本發(fā)明制備的鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料穩(wěn)定性好，不易被光解，且強度高；發(fā)光性能優(yōu)越，能發(fā)出620～635nm紅光熒光。
【專利說明】
一種鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料的制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料的制備方法，屬于材料制備技術領域。
【背景技術】
[0002]稀土發(fā)光材料作為一種新型高效的發(fā)光材料，已經發(fā)展為信息顯示、照明光源、光電器件等領域重要的發(fā)光材料。通過提高稀土發(fā)光材料的發(fā)光強度可以有效改善發(fā)光器件的性能，同時提高器件的發(fā)光效率并有效節(jié)能。因此，高發(fā)光效率的發(fā)光材料的研究和應用一直是材料化學和材料物理學領域的重要研究內容。
[0003]稀土元素和合適的有機配體結合形成的配合物，具有吸光能力強，熒光色彩豐富且色純度高等優(yōu)點，在發(fā)光材料領域有著極其重要的地位，但其缺點是對光和熱不穩(wěn)定，易分解，導致其應用受到了一定限制。研究表明，將稀土有機配合物與沸石、粘土等基質結合在一起可有效提高其光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性及機械穩(wěn)定性。另外，稀土配合物往往水溶性差，且在水溶液中由于水分子的熒光淬滅效應，它們的發(fā)光效率往往很低，這也嚴重限制了它們在生物熒光標記以及傳感等方面的應用價值。通過設計和有機合成的方法可以合成出新型有機配體，得到水溶性好、在水溶液中發(fā)光效率高的有機配合物。然而，該方法往往涉及到繁瑣的合成和純化步驟。這導致反應周期長，合成成本高。
[0004]其中，作為三基色中的藍色和綠色稀土發(fā)光材料的研究已趨成熟，它們主要以稀土元素摻雜的鋁酸鹽和硅酸鹽材料為主，其發(fā)光亮度和余輝時間等性能已達到實際應用的需要，并已實現(xiàn)工業(yè)化生產。相比之下，紅色稀土發(fā)光材料的研究卻進展較慢，這主要由于部分紅色稀土發(fā)光材料具有穩(wěn)定性不好、強度低、價格高等缺點。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題:針對現(xiàn)有紅色稀土發(fā)光材料具有穩(wěn)定性不好，易被光解，且強度低，成本較高的問題，本發(fā)明用均苯四甲酸作為碳酸鍶的生長調節(jié)劑，生長合成得到比表面積較大的花狀碳酸鍶粒子，并均勻摻雜到自制的七鋁酸十二鈣前驅體中，且七鋁酸十二鈣是一種寬度隙鋁酸鹽，具有獨特的納米籠狀結構、良好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，從而提高了紅色稀土發(fā)光材料的穩(wěn)定性，最后通過溶膠凝膠沉淀法制備鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料。本發(fā)明制備的稀土發(fā)光材料穩(wěn)定好，不易被光解，且強度高，成本低。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下所述的技術方案是:
(I)稱取0.10?0.15mmol均苯四甲酸，加入10?12mL去離子水中，攪拌至均苯四甲酸完全溶解，再加入0.10?0.15mmol無水碳酸鈉，以300?400r/min攪拌20?30min后，加入3.0?5.0mmo I六水合氯化鎖并攪拌直至固體溶解，在不斷攪拌下，滴加30?50mL摩爾濃度為0.lmol/L碳酸鈉溶液，攪拌30?40min，過濾，用去離子水洗滌過濾物3?4次，再用無水乙醇洗滌I?2次，在40?45 °C真空干燥箱中干燥20?24h，得花狀碳酸鍶粒子； (2)分別稱取0.14?0.28mmol上述制備的花狀碳酸鍶粒子，0.14?0.28mol九水合硝酸鋁和0.12?0.24mol四水合硝酸鈣，加入150?200mL去離子水中，超聲分散20?30min，得鍶摻雜七鋁酸十二鈣前驅體混合液；
(3 )稱取1.4?2.8mmo I氧化銪，加入1?20mL質量濃度為10%硝酸溶液中，混合均勻后，加入上述鍶摻雜七鋁酸十二鈣前驅體混合液中，以300?400r/min攪拌20?30min，緩慢滴加質量濃度為20%氨水，調節(jié)pH至7.0?7.5 ；
(4 )待調節(jié)完pH后，靜置I?2h，過濾，將濾渣置入1 5?110 °C干燥箱中干燥至恒重，取出，再與0.2?0.3mol尿素混合，轉入電阻爐中，加熱至900?950°C，煅燒6?7h，冷卻至室溫，研磨均勻后，即可制備得一種鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料。
[0007 ]本發(fā)明的應用方法:按每毫升去離子水中添加Img的上述制備的鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料，將稀土發(fā)光材料添加至去離子水攪拌混合均勻，并置于超聲分散儀中進行超聲分散20?30min，并將分散液均勻涂抹于熒光燈玻璃管內壁，待涂抹結束后，置于溫度為40?45°C的烘箱中烘干，即可得到附著于玻璃管內壁的發(fā)光膜，并將熒光燈通電，經檢測，該熒光燈發(fā)光性能好，能發(fā)出620?635nm紅光熒光，且穩(wěn)定性好，不易被光解。
[0008]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術效果是:
(1)本發(fā)明制備的鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料穩(wěn)定性好，不易被光解，且強度尚;
(2)本發(fā)明制備的鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料發(fā)光性能優(yōu)越，能發(fā)出620?635nm紅光熒光；
(3)本發(fā)明制備步驟簡單，所需成本低。
【具體實施方式】
[0009]首先稱取0.10?0.15mmol均苯四甲酸，加入10?12mL去離子水中，攪拌至均苯四甲酸完全溶解，再加入0.10?0.15mmol無水碳酸鈉，以300?400r/min攪拌20?30min后，加入3.0?5.0mmoI六水合氯化鎖并攪拌直至固體溶解，在不斷攪拌下，滴加30?50mL摩爾濃度為0.lmol/L碳酸鈉溶液，攪拌30?40min，過濾，用去離子水洗滌過濾物3?4次，再用無水乙醇洗滌I?2次，在40?45°C真空干燥箱中干燥20?24h，得花狀碳酸鍶粒子;再分別稱取
0.14?0.28mmol上述制備的花狀碳酸鍶粒子，0.14?0.28mol九水合硝酸鋁和0.12?
0.24mol四水合硝酸鈣，加入150?200mL去離子水中，超聲分散20?30min，得鍶摻雜七鋁酸十二鈣前驅體混合液;接著稱取1.4?2.8mmol氧化銪，加入10?20mL質量濃度為10%硝酸溶液中，混合均勾后，加入上述鎖摻雜七招酸十二I丐前驅體混合液中，以300?400r/min攪拌20?30min，緩慢滴加質量濃度為20%氨水，調節(jié)pH至7.0?7.5;待調節(jié)完pH后，靜置I?2h，過濾，將濾渣置入105?110°C干燥箱中干燥至恒重，取出，再與0.2?0.3mol尿素混合，轉入電阻爐中，加熱至900?950°C，煅燒6?7h，冷卻至室溫，研磨均勻后，即可制備得一種鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料。
[0010]實例I
首先稱取0.15mmol均苯四甲酸，加入12mL去離子水中，攪拌至均苯四甲酸完全溶解，再加入0.15mmol無水碳酸鈉，以400r/min攪拌30min后，加入5.0mmoI六水合氯化鎖并攪拌直至固體溶解，在不斷攪拌下，滴加50mL摩爾濃度為0.lmol/L碳酸鈉溶液，攪拌40min，過濾，用去離子水洗滌過濾物4次，再用無水乙醇洗滌2次，在45°C真空干燥箱中干燥24h，得花狀碳酸鍶粒子;再分別稱取0.28mmol上述制備的花狀碳酸鍶粒子，0.28mol九水合硝酸鋁和0.24mol四水合硝酸鈣，加入200mL去離子水中，超聲分散30min，得鍶摻雜七鋁酸十二鈣前驅體混合液;接著稱取2.8mmol氧化銪，加入20mL質量濃度為10%硝酸溶液中，混合均勻后，加入上述鎖摻雜七招酸十二I丐前驅體混合液中，以400r/min攪拌30min，緩慢滴加質量濃度為20%氨水，調節(jié)pH至7.5;待調節(jié)完pH后，靜置2h，過濾，將濾渣置入110 °C干燥箱中干燥至恒重，取出，再與0.3mol尿素混合，轉入電阻爐中，加熱至950°C，煅燒7h，冷卻至室溫，研磨均勻后，即可制備得一種鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料。
[0011]按每毫升去離子水中添加Img的上述制備的鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料，將稀土發(fā)光材料添加至去離子水攪拌混合均勻，并置于超聲分散儀中進行超聲分散30min，并將分散液均勻涂抹于熒光燈玻璃管內壁，待涂抹結束后，置于溫度為45°C的烘箱中烘干，即可得到附著于玻璃管內壁的發(fā)光膜，并將熒光燈通電，經檢測，該熒光燈發(fā)光性能好，能發(fā)出635nm紅光熒光，且穩(wěn)定性好，不易被光解。
[0012]實例2
首先稱取0.1Ommol均苯四甲酸，加入1mL去離子水中，攪拌至均苯四甲酸完全溶解，再加入0.1Ommol無水碳酸鈉，以300r/min攪拌20min后，加入3.0mmoI六水合氯化鎖并攪拌直至固體溶解，在不斷攪拌下，滴加30mL摩爾濃度為0.111101凡碳酸鈉溶液，攪拌301]1；[11，過濾，用去離子水洗滌過濾物3次，再用無水乙醇洗滌I次，在40°C真空干燥箱中干燥20h，得花狀碳酸鍶粒子;再分別稱取0.Hmmol上述制備的花狀碳酸鍶粒子，0.14mol九水合硝酸鋁和0.12mol四水合硝酸鈣，加入150mL去離子水中，超聲分散20min，得鍶摻雜七鋁酸十二鈣前驅體混合液;接著稱取I.4mmol氧化銪，加入1mL質量濃度為10%硝酸溶液中，混合均勻后，加入上述鍶摻雜七鋁酸十二鈣前驅體混合液中，以300r/min攪拌20min，緩慢滴加質量濃度為20%氨水，調節(jié)pH至7.0;待調節(jié)完pH后，靜置Ih，過濾，將濾渣置入105 °C干燥箱中干燥至恒重，取出，再與0.2mol尿素混合，轉入電阻爐中，加熱至900°C，煅燒6h，冷卻至室溫，研磨均勻后，即可制備得一種鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料。
[0013]按每毫升去離子水中添加Img的上述制備的鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料，將稀土發(fā)光材料添加至去離子水攪拌混合均勻，并置于超聲分散儀中進行超聲分散20min，并將分散液均勻涂抹于熒光燈玻璃管內壁，待涂抹結束后，置于溫度為40°C的烘箱中烘干，即可得到附著于玻璃管內壁的發(fā)光膜，并將熒光燈通電，經檢測，該熒光燈發(fā)光性能好，能發(fā)出620nm紅光熒光，且穩(wěn)定性好，不易被光解。
[0014]
實例3
首先稱取0.12mmol均苯四甲酸，加入IlmL去離子水中，攪拌至均苯四甲酸完全溶解，再加入0.12mmol無水碳酸鈉，以350r/min攪拌25min后，加入3.5mmol六水合氯化鎖并攪拌直至固體溶解，在不斷攪拌下，滴加40mL摩爾濃度為0.111101凡碳酸鈉溶液，攪拌351]1；[11，過濾，用去離子水洗滌過濾物3次，再用無水乙醇洗滌I次，在42°C真空干燥箱中干燥23h，得花狀碳酸鍶粒子;再分別稱取0.25mmol上述制備的花狀碳酸鍶粒子，0.26mol九水合硝酸鋁和
0.15mol四水合硝酸鈣，加入170mL去離子水中，超聲分散25min，得鍶摻雜七鋁酸十二鈣前驅體混合液;接著稱取1.7mmol氧化銪，加入15mL質量濃度為10%硝酸溶液中，混合均勻后，加入上述鍶摻雜七鋁酸十二鈣前驅體混合液中，以350r/min攪拌25min，緩慢滴加質量濃度為20%氨水，調節(jié)pH至7.0?7.5;待調節(jié)完pH后，靜置I?2h，過濾，將濾渣置入107 °C干燥箱中干燥至恒重，取出，再與0.25mol尿素混合，轉入電阻爐中，加熱至920°C，煅燒6h，冷卻至室溫，研磨均勻后，即可制備得一種鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料。
[0015]按每毫升去離子水中添加Img的上述制備的鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料，將稀土發(fā)光材料添加至去離子水攪拌混合均勻，并置于超聲分散儀中進行超聲分散25min，并將分散液均勻涂抹于熒光燈玻璃管內壁，待涂抹結束后，置于溫度為42°C的烘箱中烘干，即可得到附著于玻璃管內壁的發(fā)光膜，并將熒光燈通電，經檢測，該熒光燈發(fā)光性能好，能發(fā)出630nm紅光焚光，且穩(wěn)定性好，不易被光解。
【主權項】
1.一種鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)稱取0.10?0.15mmol均苯四甲酸，加入10?12mL去離子水中，攪拌至均苯四甲酸完全溶解，再加入0.10?0.15mmol無水碳酸鈉，以300?400r/min攪拌20?30min后，加入3.0?5.0mmo I六水合氯化鎖并攪拌直至固體溶解，在不斷攪拌下，滴加30?50mL摩爾濃度為.0.lmol/L碳酸鈉溶液，攪拌30?40min，過濾，用去離子水洗滌過濾物3?4次，再用無水乙醇洗滌I?2次，在40?45 °C真空干燥箱中干燥20?24h，得花狀碳酸鍶粒子； (2)分別稱取0.14?0.28mmol上述制備的花狀碳酸鍶粒子，0.14?0.28mol九水合硝酸鋁和0.12?0.24mol四水合硝酸鈣，加入150?200mL去離子水中，超聲分散20?30min，得鍶摻雜七鋁酸十二鈣前驅體混合液； (3)稱取1.4?2.8mmol氧化銪，加入10?20mL質量濃度為10%硝酸溶液中，混合均勻后，加入上述鍶摻雜七鋁酸十二鈣前驅體混合液中，以300?400r/min攪拌20?30min，緩慢滴加質量濃度為20%氨水，調節(jié)pH至7.0?7.5 ； (4 )待調節(jié)完pH后，靜置I?2h，過濾，將濾渣置入105?110 °C干燥箱中干燥至恒重，取出，再與0.2?0.3mol尿素混合，轉入電阻爐中，加熱至900?950°C，煅燒6?7h，冷卻至室溫，研磨均勻后，即可制備得一種鍶摻雜七鋁酸十二鈣稀土發(fā)光材料。
【文檔編號】C09K11/80GK106085431SQ201610462179
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】吳迪, 薛培龍, 王龍
【申請人】吳迪