[go: up one dir, main page]

CN107267148A - 一种铽离子掺杂锆酸镧荧光粉及其制备方法 - Google Patents

一种铽离子掺杂锆酸镧荧光粉及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107267148A
CN107267148A CN201710616281.7A CN201710616281A CN107267148A CN 107267148 A CN107267148 A CN 107267148A CN 201710616281 A CN201710616281 A CN 201710616281A CN 107267148 A CN107267148 A CN 107267148A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rare earth
zirconic acid
acid lanthanum
fluorescent powder
aqueous solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710616281.7A
Other languages
English (en)
Inventor
巴学巍
于岩
樊丽权
张德庆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qiqihar University
Original Assignee
Qiqihar University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qiqihar University filed Critical Qiqihar University
Priority to CN201710616281.7A priority Critical patent/CN107267148A/zh
Publication of CN107267148A publication Critical patent/CN107267148A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7767—Chalcogenides
    • C09K11/7769—Oxides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种铽离子掺杂锆酸镧绿光荧光粉及其制备方法，其特征在于其化学组成为La2(1‑x)Tb2xZr2O7，0.001≤x≤0.5。荧光粉采用溶胶—凝胶法合成，可以在较低的热处理温度下制备结晶性良好、化学成分分布均匀的荧光粉，粉体的制备具有成本低、批量化、可重复性好等优点。

Description

一种铽离子掺杂锆酸镧荧光粉及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种白光半导体照明用绿色荧光粉的制备方法。确切讲本发明是一种稀土铽离子（Tb3+）掺杂锆酸镧（La2Zr2O7）粉体，以及这种粉体材料的制备方法。
背景技术
半导体发光二极管（LED）灯具是新一代照明器件，是替代荧光灯和节能灯、实现节能降耗的新技术。LED灯具在室外照明和室内照明领域具有广阔的用途，例如路灯、吊灯、台灯、车灯、手电等。在显示领域也得到了广泛的使用，包括广告灯箱和大尺寸显示屏。LED灯具实现发光的物理结构主要是用近紫外芯片所发射的光线作为激发光，使荧光粉产生受激发射而发光。荧光粉的结构与性能对LED灯具发挥着重要的作用，需要开发不同发光颜色、发光效率高、热猝灭效应小等性能的荧光粉来满足灯具的需要。
锆酸镧具有立方晶体结构，由于该材料具有熔点高、化学稳定性好、离子导电性高、热导率低等特点，主要用于热障涂层和质子导体材料。锆酸镧在熔点以下没有相变，经过多次循环烧结晶粒尺寸增长很少。此外，锆酸镧还具有一定的光催化性能，被研究用在催化剂领域。合成锆酸镧粉体是制备高温热障涂层的前提，也是合成催化剂的需要。目前常见的合成锆酸镧粉体的方法有高温固相反应法、沉淀法、水热法、燃烧法等。
稀土离子掺杂锆酸镧材料主要是通过掺杂来改善锆酸镧的物理性能，提高热障涂层和光催化的性能，已有报道的掺杂离子包括铈离子（Ce4+）、镝离子（Dy3+）、镨离子（Pr3+）、钆离子（Gd3+）、钐离子（Sm3+）、镱离子（Yb3+）、铒离子（Er3+）等。由于锆酸镧稳定的物理化学性质，使其适合于作为发光材料的基质。目前已经出现掺杂铕离子（Eu3+）、铈离子（Ce3+）、镝离子（Dy3+）等掺杂的锆酸镧荧光粉。铽离子（Tb3+）具有高效率的绿光发射，是许多实用荧光粉的激活剂。迄今为止还没有关于溶胶—凝胶法制备铽离子掺杂锆酸镧荧光粉的报道。
发明内容
本发明提供一种具有绿光发射的铽离子掺杂锆酸镧荧光粉。
本发明的荧光粉化学结构式为La2(1-x)Tb2xZr2O7。
本发明的粉体制备方法是溶胶—凝胶法。
上述绿光发射的铽离子掺杂锆酸镧荧光粉的制备方法，其具体步骤如下：
（1）选取原料。稀土离子（La，Tb等）分别选取对应的金属氧化物，或者金属硝酸盐；锆源选择五水硝酸锆；
（2）按照化学式La2(1-x)Tb2xZr2O7的金属元素化学计量准确称量原料，x=0.001～0.5；
（3）当稀土原料为稀土氧化物时，首先在稀硝酸的水溶液中溶解稀土氧化物，制备稀土硝酸盐水溶液。当直接使用稀土硝酸盐时，需要按照合适的浓度配置其水溶液。充分搅拌均匀，使水溶液中的稀土离子分布均匀；
（4）将硝酸锆溶解在水中，调节到适当的浓度；
（5）将稀土硝酸盐水溶液与硝酸锆水溶液混合，控制金属阳离子浓度为0.5～2.0 mol/L，充分搅拌之后，加入适量的柠檬酸或乙二胺四乙酸（EDTA）等络合剂；
（6）将（5）中所制备的混合物溶液盛入烧杯中，使用稀硝酸和氨水调节pH值至8～10，在50～90℃的温度下水浴处理4～24小时，形成湿凝胶；
（7）将湿凝胶放在烘箱中干燥，获得干凝胶，干燥温度为70～120℃，干燥时间为2～12小时；
（8）将干凝胶放在坩埚中，在马弗炉或管式炉中煅烧，得到荧光粉，煅烧温度为1000～1300℃，煅烧时间为2～8小时。
本发明的有益效果：
（1）本发明提供的荧光粉以锆酸镧为基质，铽离子为激活剂，发射波长在400～600 nm，主发射峰位于544 nm，为绿光发射，发光强度大，色纯度和显色性好。
（2）本发明采用溶胶—凝胶法，该方法具有合成温度低、工艺条件可控性好、成分在分子水平均匀分布、制备设备简单等优点。所制备的荧光粉粒径分布范围窄，显微形貌近似球形，分散性较好。
附图说明
图1为实施例1粉体的XRD图谱。
图2为实施例1粉体的扫描电子显微镜照片。
图3为实施例1粉体的激发光谱。
图4是实施例1粉体的发射光谱。
图5是实施例2粉体的发射光谱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1：称取0.0325 g Tb4O7和0.5389 g La2O3粉体，放在同一个烧杯中，加入浓度为5 mol/L的稀硝酸9 mL，加热搅拌，溶解至透明溶液。冷却后加入10 mL去离子水，搅拌均匀获得含有Tb3+离子和La3+离子的硝酸盐水溶液。称取1.4949 g Zr(NO3)4∙5H2O和2.9326g柠檬酸,放入另一个烧杯中，加入150 mL去离子水，磁力搅拌使硝酸盐完全溶解。然后将上述2个烧杯中的溶液混合，加入15 mL去离子水，再加入NH3∙H2O,调节溶液的pH值在8～9。搅拌30分钟后，将盛有上述混合溶液的烧杯放在水浴箱中，在60～80℃的温度下，进行水浴反应，先后得到溶胶和湿凝胶。湿凝胶随烧杯放在烘箱中在105℃逐渐失去水分，最后形成干凝胶。将干凝胶移入刚玉坩埚中，在管式炉中煅烧，煅烧温度为1150℃，煅烧时间为6小时，煅烧气氛为空气气氛。自然冷却后，得到具有绿光发射的La1.9Tb0.1Zr2O7荧光粉。
实施例2：称取0.2542 g Tb4O7粉体于烧杯中，加入浓度为5 mol/L的稀硝酸4 mL，加热搅拌，溶解至透明溶液，冷却后加入10 mL去离子水，搅拌均匀获得含有Tb3+离子的硝酸盐水溶液。称取0.8833 g La(NO3)3∙6H2O、1.4597 g Zr(NO3)4∙5H2O和2.8577 g柠檬酸,放入另外一个烧杯中，加入150 mL去离子水，磁力搅拌使硝酸盐完全溶解。然后将上述2个烧杯中的溶液混合，加入10 mL去离子水，再加入NH3∙H2O,调节溶液的pH值在8～9。搅拌30分钟后，将盛有上述混合溶液的烧杯放在水浴箱中，在60～80℃的温度下，进行水浴反应并先后得到溶胶和湿凝胶。湿凝胶随烧杯放在烘箱中在110℃处理8小时，形成干凝胶。将干凝胶移入刚玉坩埚中，在马弗炉中煅烧，煅烧温度为1200℃，煅烧时间为2小时，煅烧气氛为空气气氛。自然冷却后，得到具有绿光发射的La1.2Tb0.8Zr2O7荧光粉。

Claims (6)

1.一种铽离子掺杂锆酸镧绿光荧光粉，其特征在于其组成为下式所示的烧绿石结构，化学组成：La2(1-x)Tb2xZr2O7，0.001≤x≤0.5。
2.一种制备如权利要求书1所述的白光LED用锆酸镧基荧光粉的制备方法，其具体步骤如下：
（1）选取原料。稀土离子（La，Tb等）分别选取对应的金属氧化物，或者金属硝酸盐；锆源选择五水硝酸锆；
（2）按照化学式La2(1-x)Tb2xZr2O7的金属元素化学计量准确称量原料；
（3）当稀土原料为稀土氧化物时，首先在稀硝酸的水溶液中溶解稀土氧化物，制备稀土硝酸盐水溶液。当直接使用稀土硝酸盐时，需要按照合适的浓度配置其水溶液。充分搅拌均匀，使水溶液中的稀土离子分布均匀；
（4）将硝酸锆溶解在水中，配制到适当的浓度；
（5）将稀土硝酸盐水溶液与硝酸锆水溶液混合，控制金属阳离子浓度为0.5～2.0 mol/L，充分搅拌之后，加入适量的柠檬酸或乙二胺四乙酸（EDTA）等络合剂；
（6）将（5）中所制备的混合物溶液盛入烧杯中，使用稀硝酸和氨水调节pH值至8～10，在50～90℃的温度下水浴处理4～24小时，形成湿凝胶；
（7）将湿凝胶放在烘箱中干燥，获得干凝胶，干燥温度为70～120℃，干燥时间为2～12小时；
（8）将干凝胶放在坩埚中，在马弗炉或管式炉中煅烧，得到荧光粉，煅烧温度为1000～1300℃，煅烧时间为2～8小时。
3.根据权利要求书2所述的溶胶—凝胶法制备白光LED用锆酸镧基荧光粉的方法，其特征在于，所述的激活剂是三价铽离子（Tb3+）。
4.根据权利要求书2所述的溶胶—凝胶法制备白光LED用锆酸镧基荧光粉的方法，其特征在于，所述的基质材料是锆酸镧（La2Zr2O7）。
5.根据权利要求书2所述的溶胶—凝胶法制备白光LED用锆酸镧基荧光粉的方法，其特征在于，所述的络合剂是柠檬酸或EDTA。
6.根据权利要求书2所述的溶胶—凝胶法制备白光LED用锆酸镧基荧光粉的方法，其特征在于，所述的锆源是硝酸锆。
CN201710616281.7A 2017-07-26 2017-07-26 一种铽离子掺杂锆酸镧荧光粉及其制备方法 Pending CN107267148A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710616281.7A CN107267148A (zh) 2017-07-26 2017-07-26 一种铽离子掺杂锆酸镧荧光粉及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710616281.7A CN107267148A (zh) 2017-07-26 2017-07-26 一种铽离子掺杂锆酸镧荧光粉及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107267148A true CN107267148A (zh) 2017-10-20

Family

ID=60079138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710616281.7A Pending CN107267148A (zh) 2017-07-26 2017-07-26 一种铽离子掺杂锆酸镧荧光粉及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107267148A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108624321A (zh) * 2017-11-21 2018-10-09 杭州显庆科技有限公司 一种含锂Lu2Zr2O7体系无机发光材料
CN112661511A (zh) * 2021-01-13 2021-04-16 中国人民解放军国防科技大学 一种掺杂改性的稀土锆酸盐粉体及其制备方法和应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007023293A2 (en) * 2005-08-24 2007-03-01 Southside Thermal Sciences (Sts) Limited Luminescent material compositions and structures incorporating the same
CN101629078A (zh) * 2009-08-17 2010-01-20 浙江理工大学 一种立方状锆酸镧掺铈铽绿色发光材料的制备方法
CN102718485A (zh) * 2012-06-27 2012-10-10 中国地质大学（武汉） 一种铈掺杂锆酸镧纳米粉体及其制备方法
CN102815941A (zh) * 2012-09-13 2012-12-12 中国科学院上海硅酸盐研究所 稀土离子掺杂锆酸镧钆透明陶瓷材料及其制备方法
CN103396119A (zh) * 2013-08-25 2013-11-20 中国人民解放军国防科学技术大学 一种单相烧绿石型La2Zr2O7纳米粉体的制备方法
CN103553596A (zh) * 2013-10-29 2014-02-05 山东大学 锆酸镧陶瓷纤维的制备方法
CN105970015A (zh) * 2016-06-26 2016-09-28 浙江大学 银碳纳米管锆酸镧复合电接触材料的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007023293A2 (en) * 2005-08-24 2007-03-01 Southside Thermal Sciences (Sts) Limited Luminescent material compositions and structures incorporating the same
CN101629078A (zh) * 2009-08-17 2010-01-20 浙江理工大学 一种立方状锆酸镧掺铈铽绿色发光材料的制备方法
CN102718485A (zh) * 2012-06-27 2012-10-10 中国地质大学（武汉） 一种铈掺杂锆酸镧纳米粉体及其制备方法
CN102815941A (zh) * 2012-09-13 2012-12-12 中国科学院上海硅酸盐研究所 稀土离子掺杂锆酸镧钆透明陶瓷材料及其制备方法
CN103396119A (zh) * 2013-08-25 2013-11-20 中国人民解放军国防科学技术大学 一种单相烧绿石型La2Zr2O7纳米粉体的制备方法
CN103553596A (zh) * 2013-10-29 2014-02-05 山东大学 锆酸镧陶瓷纤维的制备方法
CN105970015A (zh) * 2016-06-26 2016-09-28 浙江大学 银碳纳米管锆酸镧复合电接触材料的制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YA-HONG XIE ET AL.: "Preparation of La1.9Ca0.1Zr2O6.95 with pyrochlore structure and its application in synthesis of ammonia at atmospheric pressure", 《SOLID STATE IONICS》 *
刘仁源: "静电纺丝技术制备La2M2O7(M=Ti,Zr,Sn):RE3+纳米带与发光性质研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》 *
刘树信 等: "原位合成La2Zr2O7-YSZ复合材料及高温热稳定性研究", 《中国粉体技术》 *
胡龄之: "两种 FED 用氧化物基发光材料的制备及其发光性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库基础科学辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108624321A (zh) * 2017-11-21 2018-10-09 杭州显庆科技有限公司 一种含锂Lu2Zr2O7体系无机发光材料
CN112661511A (zh) * 2021-01-13 2021-04-16 中国人民解放军国防科技大学 一种掺杂改性的稀土锆酸盐粉体及其制备方法和应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101113333B (zh) 铈激活的钇铝石榴石荧光粉的制备方法
CN109021973B (zh) 一种双钙钛矿型钼酸盐红色荧光粉及其制备方法
CN107365582A (zh) 适用于白光led的钼酸盐基掺铕红色荧光粉及其制备方法
CN103965897B (zh) 一种led用铝硅酸盐黄绿色荧光粉及其制备方法
CN107033900A (zh) 一种铕掺杂三硼酸镧锶基绿光荧光粉及其制备方法
CN107267148A (zh) 一种铽离子掺杂锆酸镧荧光粉及其制备方法
CN103468251B (zh) 一种led用硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法
CN108034422A (zh) 一种稀土掺杂碱土金属氮化物荧光粉的制备方法
CN104830335B (zh) 一种铕掺杂的硼酸盐基荧光粉及其制备方法
CN101016458A (zh) 一种快速合成发光材料的溶胶－凝胶的方法
CN102337122B (zh) 一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法
CN109021975A (zh) 一种镨掺杂三硼酸钇锶基红色荧光粉及其制备方法
CN104927856B (zh) 基于溶胶‑凝胶燃烧法制备钨酸盐红色荧光粉的方法
CN103450898A (zh) 一种白光led用钛酸盐基红色荧光粉及其制备方法
CN103849386B (zh) 一种溶胶自燃烧法制备铝酸盐蓝色荧光粉的方法
CN109810705B (zh) 铕掺杂铌镁酸钡红色荧光粉及其制备方法
CN107345135A (zh) 稀土铕激活钼酸盐基红色荧光粉及其制备方法
CN107312537A (zh) 一种稀土硼钨酸盐荧光粉及其制备方法和应用
CN103468261B (zh) 一种以钛酸盐为单一基质的白光荧光粉及其制备方法
CN112724974A (zh) 一种掺铕铈钆复合氧化物红色荧光粉及其制备方法和应用
CN105131955A (zh) 一种铈离子掺杂的磷酸钇钡荧光粉及其制备方法
CN106281313A (zh) 一种硅酸盐荧光粉及其制备方法和应用
CN107603624B (zh) 一种蓝光激发的Mn4+掺杂氟镱酸盐红光材料及其制备方法
CN103436261B (zh) 一种适于白光led应用的钛酸盐红色荧光粉及其制备方法
CN105295916A (zh) 一种硅酸盐绿色荧光粉及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171020