一种玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及红色光致发光材料领域，特别涉及一种玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着人类社会的发展，能源的短缺和生态环境被污染日益威胁着人类生存，成为人类必须解决的问题，因而节能环保技术倍受人们的青睐。各国大力推广发光效率高、使用寿命长、低光衰、不含有汞等性能的固态LED白光照明技术。目前，商用固态LED的白光照明主要由RGB三基色即红色、绿色和蓝色合成，提高红色荧光材料的发光效率将很大程度上提高固态LED白光照明的发光效率和使用寿命。
[0003]影响荧光材料的发光效率的因素包括基质的晶体结构、稀土离子的掺杂浓度及其在基质的分布状态，此外，发光材料的粒径和形貌对发光效率有一定程度的影响。因此，选择一个发光强的发光中心和光学性能良好的发光基质尤为重要。由于铕离子在620nm(红光)左右具有较强的发光峰，因此，铕离子常常被选择作为红色荧光材料的发光中心；另一方面，由于氢氧化镧具备良好的六方相晶体结构和物理性能，也常常被选择作为红色荧光材料的发光基质。迄今，稀土掺杂La(OH)3荧光粉通常采用沉淀法、sol-gel法、模板导向法、微乳液法及水热法等制备，所得样品多数是六方相结构。因此，为获得光学性能更为优良的红色荧光材料，寻求一种制备六方相的掺铕La(OH) 3的方法显得尤为关键。
[0004]近年来，随着光电信息技术的飞速发展，各种高科技光电仪器和设备越来越向智能化、小型化和高品质方向发展，对各种尖端光电设备的核心光学材料提出了更高的要求。掺杂改性成为提高稀土掺杂La(OH) 3材料光学性能的一种有效手段。掺铕La(OH) 3红色荧光材料的粒径、形貌、化学组成和粒子的分散状态等都严重影响它的光学性能和物理性能。因此，如何合成颗粒规整铕掺杂的玉兰花状氢氧化镧荧光材料也是现有技术的突破点。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种目标产物的物相、具有良好的红光发射性能、制备工艺简单、原料价格低廉、适于工业放大生产的荧光粉的制备方法。
[0006]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的制备方法，包括以下步骤:
[0007]a)将镧源和铕源溶于一缩二乙二醇与水的混合溶液并搅拌，所述镧源与铕源的摩尔比为1:x，其中0〈χ〈0.15 ；
[0008]b) 一边搅拌步骤a)中所述混合溶液一边加入尿素和聚乙烯吡咯烷酮，直至尿素与聚乙烯吡咯烷酮完全溶解，混合液为澄清液；
[0009]c)将步骤b)中所述澄清液转入高压反应釜下反应，反应结束后得到灰白色固体；
[0010]d)将步骤c)中所述灰白色固体煅烧后即得所述铕掺杂玉兰花状氢氧化镧红色荧光粉。
[0011]作为本发明所述玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的优选实施方式，所述铕源为硝酸铕或氯化铕中的至少一种。
[0012]作为本发明所述玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的制备方法的优选实施方式，所述镧源为硝酸镧、氯化镧、硫酸镧、醋酸镧中的至少一种。
[0013]作为本发明所述玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的制备方法的优选实施方式，所述水与一缩二乙二醇的体积比为1:0.5?1:1.5。
[0014]作为本发明所述玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的制备方法的优选实施方式，所述镧源与聚乙烯吡咯烷酮的摩尔比为1:0.1?1:0.5。
[0015]作为本发明所述玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的制备方法的优选实施方式，所述镧源与尿素的摩尔比为1:2.1?1:3.5。
[0016]作为本发明所述玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的制备方法的优选实施方式，所述步骤c)中高压反应釜体积为30ml?50ml，水热反应温度在180°C，反应时间为12h?72h0
[0017]作为本发明所述玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的制备方法的优选实施方式，所述步骤d)中煅烧灰白色固体煅烧的温度为600 °C?800 0C，煅烧的时间为3h?6h。
[0018]在现有的技术当中，聚乙烯吡咯烷酮往往是溶解在溶液中作为一种软模版，在材料生长过程中吸附在材料表面诱导材料的各向异性生长，使前驱体在后续煅烧的过程中不容易结块形成块状材料；而在煅烧除去聚乙烯吡咯烷酮后，使得铕掺杂氢氧化镧能够形成的玉兰花状结构。
[0019]本发明玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的制备方法，具有如下有益效果:
[0020](I)本发明提供的制备方法的原料廉价易得，成本低，合成工艺简单易实现，产品质量稳定且工艺重复性能好；
[0021](2)本发明可以实现稀土铕掺杂氢氧化镧的大规模的制备；
[0022](3)产品具有强的红光发射。综上优点，所述方法制备的产品可以广泛的应用于PDP, LED用荧光粉以及颜料、精细陶瓷、电子及其它高科技领域。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的实施例1所制备的玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的X射线衍射图。
[0024]图2为本发明的实施例1所制备的玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的扫描电镜图。
[0025]图3为本发明的实施例1所制备的玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的X射线光电子能谱图。
[0026]图4为本发明的实施例1所制备的玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的室温荧光发射光谱。
【具体实施方式】
[0027]为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0028]实施例1
[0029]玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的制备，包括以下步骤:
[0030]a)分别称取适量硝酸镧和硝酸铕于水与一缩二乙二醇的混合溶液并搅拌，使得硝酸镧与硝酸铕摩尔比为1:0.05，水与一缩二乙二醇的体积比为1:0.5，然后将所称取的硝酸镧和硝酸铕溶于水与一缩二乙二醇的混合溶液并搅拌；
[0031]b) 一边搅拌步骤a)中所述混合液体一边加入尿素和聚乙烯吡咯烷酮，使得硝酸镧与聚乙烯吡咯烷酮的摩尔比为1:0.1，得硝酸镧与与尿素的摩尔比为1:2.1 ;然后将所称取的尿素和聚乙烯吡咯烷酮溶于混合溶液并搅拌至澄清液；
[0032]c)将步骤b)中所述澄清液转移到高温高压反应釜内在180°C下反应48小时后得到灰白色固体；
[0033]d)将步骤c)中所述灰白色固体在600°C下煅烧5小时后即得铕掺杂氢氧化镧红色荧光粉。
[0034]所得玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉经X射线粉末衍射鉴定为六方相氢氧化镧，粉末X射线衍射结果如图1所示；材料形貌通过扫描电镜结果得到，如图2所示，如图可看出材料颗粒规整，颗粒呈玉兰花状结构；图3为X射线光电子能谱图，说明了铕元素已经成功地进入所生成的氢氧化镧当中。图4是该样品的室温荧光光谱，玉兰花状掺铕氢氧化彌在 282nm 波长光激发下分别在 467nm、488nm、496nm、513nm、540nm、554nm、588nm、596nm、613nm、627nm、653nm和708nm处有发射峰，且红色发光强度在627nm处最大。
[0035]实施例2
[0036]玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的制备，包括以下步骤:
[0037]a)分别称取适量硝酸镧和硝酸铕于水与一缩二乙二醇的混合溶液并搅拌，使得硝酸镧与硝酸铕摩尔比为1:0.05，水与一缩二乙二醇的体积比为1:0.7，然后将所称取的硝酸镧和硝酸铕溶于水与一缩二乙二醇的混合溶液并搅拌；
[0038]b) 一边搅拌步骤a)中所述混合液体一边加入尿素和聚乙烯吡咯烷酮，使得硝酸镧与与聚乙烯吡咯烷酮的摩尔比为1:0.2，得硝酸镧与与尿素的摩尔比为1:2.5 ;然后将所称取的尿素和聚乙烯吡咯烷酮溶于混合溶液并搅拌至澄清液；
[0039]c)将步骤b)中所述澄清液转移到高温高压反应釜内在170°C下反应24小时后得到灰白色固体；
[0040]d)将步骤c)中所述灰白色固体在700°C下煅烧4小时后即得铕掺杂氢氧化镧红色荧光粉。
[0041]所得铕掺杂玉兰花状氢氧化镧红色荧光粉经X射线粉末衍射、扫描电镜鉴定以及X射线光电子能谱(同实施例1制备的玉兰花状掺铕氢氧化镧类似)，可知其为玉兰花状掺铕氢氧化镧。
[0042]实施例3
[0043]玉兰花状掺铕氢氧化镧红色荧光粉的制备，包括以下步骤:
[0044]a)分别称取适量硝酸镧和硝酸铕于水与一缩二乙二醇的混合溶液并搅拌，使得硝酸镧与硝酸铕摩尔比为1:0.05，水与一缩二乙二醇的体积比为1:0