一種三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紅色光致發(fā)光材料領(lǐng)域，特別涉及一種三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)業(yè)是我國的國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，進(jìn)一步提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量能促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。與農(nóng)作物的耕種和施肥等外部條件相比，其中轉(zhuǎn)光薄膜技術(shù)促進(jìn)農(nóng)作物充分利用太陽增強(qiáng)光合作用，既具經(jīng)濟(jì)效益又具有環(huán)保意義。尤其是將高能紫外光轉(zhuǎn)化為植物光合作用的紅橙光的轉(zhuǎn)光膜倍受青睞。目前轉(zhuǎn)光農(nóng)膜用的稀土無機(jī)熒光材料轉(zhuǎn)光劑能將紫外光轉(zhuǎn)換成紅橙光，生產(chǎn)成本較低，并具有較強(qiáng)的發(fā)光性能和耐老化功能。
[0003]影響熒光粉發(fā)光效率的因素包括基質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)、稀土離子的摻雜濃度及其分布狀態(tài)、發(fā)光材料的粒徑及其形貌等。因此，選擇一個發(fā)光強(qiáng)的發(fā)光中心和光學(xué)性能良好的發(fā)光基質(zhì)尤為重要。銪離子在620nm左右具有較強(qiáng)的紅光發(fā)射，常被選擇作為紅色熒光材料的發(fā)光中心；此外，因羥基碳酸鑭具備良好的六方相晶體結(jié)構(gòu)和物理性能，也常被選擇作為紅色熒光材料的發(fā)光基質(zhì)以及制備氫氧化鑭和氧化鑭的前驅(qū)體，并且通過對前驅(qū)La(CO)3OH的熱處理，可得到熱力學(xué)上更加穩(wěn)定的La(OH)3和La 203°迄今，稀土摻雜La(CO)3OH熒光粉通常采用沉淀法、sol-gel法、模板導(dǎo)向法、微乳液法和水熱法等制備，所得樣品多數(shù)是六方相結(jié)構(gòu)。因此，為獲得光學(xué)性能更為優(yōu)良的紅色熒光材料，尋求一種簡易制備六方相的摻銪La(CO) 30H的方法顯得尤為關(guān)鍵。
[0004]近年來，隨著農(nóng)業(yè)耕種技術(shù)的發(fā)展，各種農(nóng)用功能材料越來越向低成本和高品質(zhì)方向發(fā)展，對功能農(nóng)用材料提出來更高的要求。摻雜改性成為提高稀土摻雜La (CO)3OH材料光學(xué)性能的一種有效手段。摻銪La (CO) 30H紅色熒光材料的粒徑、形貌、化學(xué)組成和粒子的分散狀態(tài)等都嚴(yán)重影響它的光學(xué)性能和物理性能以及在轉(zhuǎn)光農(nóng)膜中的應(yīng)用。因此，如何合成顆粒規(guī)整三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭熒光材料也是現(xiàn)有技術(shù)的突破點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種原料價格低廉、目標(biāo)產(chǎn)物可控、制備工藝簡單，具有良好紅光發(fā)射且易于工業(yè)生產(chǎn)的紅色熒光粉制備方法。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉的制備方法，包括以下步驟:
[0007]a)將鑭鹽和稀土銪鹽溶于一縮二乙二醇與水的混合溶液并攪拌，所述鑭鹽與稀土銪金屬鹽的摩爾比為1:x，其中0〈x〈0.1 ;水與一縮二乙二醇的體積比為1:y，其中0.l<y<2 ；
[0008]b) 一邊攪拌步驟a)中所述混合液體一邊加入尿素和聚乙烯吡咯烷酮，直至尿素完全溶解得到無色透明液體；
[0009]c)將步驟b)中所述無色透明液體轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜下于反應(yīng)，得到灰白色的三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉。
[0010]作為本發(fā)明所述三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉的制備方法的優(yōu)選實施方式，所述銪金屬鹽為硝酸銪或相應(yīng)氯化物中的一種。
[0011]作為本發(fā)明所述三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉的制備方法的優(yōu)選實施方式，所述鑭鹽為硝酸鑭、氯化鑭、硫酸鑭、醋酸鑭中的至少一種。
[0012]作為本發(fā)明所述三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉的制備方法的優(yōu)選實施方式，所述水與一縮二乙二醇的體積比為1:0.5?1:1.5。
[0013]作為本發(fā)明所述三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉的制備方法的優(yōu)選實施方式，所述鑭鹽與聚乙烯吡咯烷酮的摩爾比為1:0.1?1:1。
[0014]作為本發(fā)明所述三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉的制備方法的優(yōu)選實施方式，所述鑭鹽與尿素的摩爾比為1:2?1:4。
[0015]作為本發(fā)明所述三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉的制備方法的優(yōu)選實施方式，所述步驟c)中高壓反應(yīng)釜體積為30ml，水熱反應(yīng)溫度在140°C?200°C，反應(yīng)時間為12h ?72h0
[0016]在發(fā)明中，聚乙烯吡咯烷酮溶解在溶液中作為一種軟模版，在羥基碳酸鑭生長過程中吸附在羥基碳酸鑭表面誘導(dǎo)其各向異性生長，最后使得摻銪羥基碳酸鑭能夠自組裝形成三角枝狀結(jié)構(gòu)。
[0017]本發(fā)明一種三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉的制備方法，具有如下有益效果:
[0018](I)本發(fā)明提供的制備方法的原料廉價易得，成本低，合成工藝簡單易實現(xiàn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定且工藝重復(fù)性能好；
[0019](2)本發(fā)明可以實現(xiàn)稀土銪摻雜羥基碳酸鑭的大規(guī)模的制備；
[0020](3)產(chǎn)品具有強(qiáng)的紅光發(fā)射。綜上優(yōu)點(diǎn)，所述方法制備的產(chǎn)品可以廣泛地應(yīng)用于農(nóng)用薄膜轉(zhuǎn)光劑，PDP, LED用熒光粉以及其它高科技領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的實施例1所制備的三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉的X射線衍射圖。
[0022]圖2為本發(fā)明的實施例1所制備的三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉的掃描電鏡圖。
[0023]圖3為本發(fā)明的實施例1所制備的三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉的室溫?zé)晒獍l(fā)射光譜。
【具體實施方式】
[0024]為更好的說明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0025]實施例1
[0026]三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉的制備，包括以下步驟:
[0027]a)分別稱取適量硝酸鑭和硝酸銪于水與一縮二乙二醇的混合溶液中攪拌溶解，使得硝酸鑭與硝酸銪摩爾比為1:0.05，水與一縮二乙二醇的體積比為1:0.8，然后將所稱取的硝酸鑭和硝酸銪溶于水與一縮二乙二醇的混合溶液；
[0028]b) 一邊攪拌步驟a)中所述混合液體一邊加入尿素和聚乙烯吡咯烷酮，使得硝酸鑭與聚乙烯吡咯烷酮的摩爾比為1:0.3，得硝酸鑭與尿素的摩爾比為1:2 ;然后將所稱取的尿素和聚乙烯吡咯烷酮溶于混合溶液并攪拌至澄清液；
[0029]c)將步驟b)中所述澄清液轉(zhuǎn)移到30ml高溫高壓反應(yīng)釜內(nèi)在180°C下反應(yīng)24小時后得到三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉。
[0030]所得三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉經(jīng)X射線粉末衍射鑒定為六方相羥基碳酸鑭，粉末X射線衍射結(jié)果如圖1所示；材料形貌通過掃描電鏡結(jié)果得到，如圖2所示。如圖2可看出材料顆粒規(guī)整，顆粒呈三角枝狀結(jié)構(gòu)；圖3是該樣品的室溫?zé)晒夤庾V，三角枝狀銪摻雜輕基碳酸鑭在262nm波長光激發(fā)下分別在593nm、619nm、650nm和793nm處有發(fā)射峰，且紅色發(fā)光強(qiáng)度在619nm處最大。
[0031]實施例2
[0032]三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉的制備，包括以下步驟:
[0033]a)分別稱取適量硝酸鑭和硝酸銪于水與一縮二乙二醇的混合溶液中攪拌，使得硝酸鑭與硝酸銪摩爾比為1:0.08，水與一縮二乙二醇的體積比為1:1，然后將所稱取的硝酸鑭和硝酸銪溶于水與一縮二乙二醇的混合溶液；
[0034]b) 一邊攪拌步驟a)中所述混合液體一邊加入尿素和聚乙烯吡咯烷酮，使得硝酸鑭與與聚乙烯吡咯烷酮的摩爾比為1:0.5，得硝酸鑭與與尿素的摩爾比為1:3 ;然后將所稱取的尿素和聚乙烯吡咯烷酮溶于混合溶液并攪拌至澄清液；
[0035]c)將步驟b)中所述澄清液轉(zhuǎn)移到30ml高溫高壓反應(yīng)釜內(nèi)在190°C下反應(yīng)24小時后得到銪摻雜三角枝狀羥基碳酸鑭紅色熒光粉。
[0036]所得三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉經(jīng)X射線粉末衍射、掃描電鏡鑒定以及室溫?zé)晒夤庾V(同實施例1制備的三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭類似)，可知其為三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭。
[0037]實施例3
[0038]三角枝狀銪摻雜羥基碳酸鑭紅色熒光粉的制備，包括以下步驟:
[0039]a)分別稱取適量硝酸鑭和硝酸銪于水與一縮二乙二醇的混合溶液中攪拌，使得硝酸鑭與硝酸銪摩爾比為1:0.09，水與一縮二乙二醇的體積比為1:0.5，