一种三角枝状铕掺杂羟基碳酸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，特别涉及一种三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧红色荧光粉的制备方法。
【背景技术】
[0002]农业是我国的国民经济的基础，进一步提高农作物产量和质量能促进我国经济的健康发展。与农作物的耕种和施肥等外部条件相比，其中转光薄膜技术促进农作物充分利用太阳增强光合作用，既具经济效益又具有环保意义。尤其是将高能紫外光转化为植物光合作用的红橙光的转光膜倍受青睐。目前转光农膜用的稀土无机荧光材料转光剂能将紫外光转换成红橙光，生产成本较低，并具有较强的发光性能和耐老化功能。
[0003]影响荧光粉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分布状态、发光材料的粒径及其形貌等。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。铕离子在620nm左右具有较强的红光发射，常被选择作为红色荧光材料的发光中心；此外，因羟基碳酸镧具备良好的六方相晶体结构和物理性能，也常被选择作为红色荧光材料的发光基质以及制备氢氧化镧和氧化镧的前驱体，并且通过对前驱La(CO)3OH的热处理，可得到热力学上更加稳定的La(OH)3和La 203°迄今，稀土掺杂La(CO)3OH荧光粉通常采用沉淀法、sol-gel法、模板导向法、微乳液法和水热法等制备，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，寻求一种简易制备六方相的掺铕La(CO) 30H的方法显得尤为关键。
[0004]近年来，随着农业耕种技术的发展，各种农用功能材料越来越向低成本和高品质方向发展，对功能农用材料提出来更高的要求。掺杂改性成为提高稀土掺杂La (CO)3OH材料光学性能的一种有效手段。掺铕La (CO) 30H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以及在转光农膜中的应用。因此，如何合成颗粒规整三角枝状铕掺杂羟基碳酸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而提供一种原料价格低廉、目标产物可控、制备工艺简单，具有良好红光发射且易于工业生产的红色荧光粉制备方法。
[0006]为实现上述目的，本发明采取的技术方案为:一种三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧红色荧光粉的制备方法，包括以下步骤:
[0007]a)将镧盐和稀土铕盐溶于一缩二乙二醇与水的混合溶液并搅拌，所述镧盐与稀土铕金属盐的摩尔比为1:x，其中0〈x〈0.1 ;水与一缩二乙二醇的体积比为1:y，其中0.l<y<2 ；
[0008]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，直至尿素完全溶解得到无色透明液体；
[0009]c)将步骤b)中所述无色透明液体转移至高压反应釜下于反应，得到灰白色的三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧红色荧光粉。
[0010]作为本发明所述三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧红色荧光粉的制备方法的优选实施方式，所述铕金属盐为硝酸铕或相应氯化物中的一种。
[0011]作为本发明所述三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧红色荧光粉的制备方法的优选实施方式，所述镧盐为硝酸镧、氯化镧、硫酸镧、醋酸镧中的至少一种。
[0012]作为本发明所述三角枝状铕掺杂羟基碳酸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。
[0013]作为本发明所述三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧红色荧光粉的制备方法的优选实施方式，所述镧盐与聚乙烯吡咯烷酮的摩尔比为1:0.1?1:1。
[0014]作为本发明所述三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧红色荧光粉的制备方法的优选实施方式，所述镧盐与尿素的摩尔比为1:2?1:4。
[0015]作为本发明所述三角枝状铕掺杂羟基碳酸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，水热反应温度在140°C?200°C，反应时间为12h ?72h0
[0016]在发明中，聚乙烯吡咯烷酮溶解在溶液中作为一种软模版，在羟基碳酸镧生长过程中吸附在羟基碳酸镧表面诱导其各向异性生长，最后使得掺铕羟基碳酸镧能够自组装形成三角枝状结构。
[0017]本发明一种三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧红色荧光粉的制备方法，具有如下有益效果:
[0018](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；
[0019](2)本发明可以实现稀土铕掺杂羟基碳酸镧的大规模的制备；
[0020](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地应用于农用薄膜转光剂，PDP, LED用荧光粉以及其它高科技领域。
【附图说明】
[0021]图1为本发明的实施例1所制备的三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧红色荧光粉的X射线衍射图。
[0022]图2为本发明的实施例1所制备的三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧红色荧光粉的扫描电镜图。
[0023]图3为本发明的实施例1所制备的三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧红色荧光粉的室温荧光发射光谱。
【具体实施方式】
[0024]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。
[0025]实施例1
[0026]三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧红色荧光粉的制备，包括以下步骤:
[0027]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中搅拌溶解，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1:0.8，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；
[0028]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1:0.3，得硝酸镧与尿素的摩尔比为1:2 ;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；
[0029]c)将步骤b)中所述澄清液转移到30ml高温高压反应釜内在180°C下反应24小时后得到三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧红色荧光粉。
[0030]所得三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧红色荧光粉经X射线粉末衍射鉴定为六方相羟基碳酸镧，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2可看出材料颗粒规整，颗粒呈三角枝状结构；图3是该样品的室温荧光光谱，三角枝状铕掺杂轻基碳酸镧在262nm波长光激发下分别在593nm、619nm、650nm和793nm处有发射峰，且红色发光强度在619nm处最大。
[0031]实施例2
[0032]三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧红色荧光粉的制备，包括以下步骤:
[0033]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中搅拌，使得硝酸镧与硝酸铕摩尔比为1:0.08，水与一缩二乙二醇的体积比为1:1，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；
[0034]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1:0.5，得硝酸镧与与尿素的摩尔比为1:3 ;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；
[0035]c)将步骤b)中所述澄清液转移到30ml高温高压反应釜内在190°C下反应24小时后得到铕掺杂三角枝状羟基碳酸镧红色荧光粉。
[0036]所得三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧红色荧光粉经X射线粉末衍射、扫描电镜鉴定以及室温荧光光谱(同实施例1制备的三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧类似)，可知其为三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧。
[0037]实施例3
[0038]三角枝状铕掺杂羟基碳酸镧红色荧光粉的制备，包括以下步骤:
[0039]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中搅拌，使得硝酸镧与硝酸铕摩尔比为1:0.09，水与一缩二乙二醇的体积比为1:0.5，