專利名稱：低溫固相合成獨居石型熒光粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低溫固相合成獨居石型熒光粉的方法，屬于化工合成領(lǐng)域。
(二)技術(shù)背景獨居石型結(jié)構(gòu)(具有單斜結(jié)構(gòu))的熒光粉的分子式為LnPO4:R3+(磷酸稀土Ln摻稀土發(fā)光離子R3+。R3+＝Ce3+-Tb3+；Ce3+；Sm3+；Yb3+；Dy3+；Eu3+Ho3+；Er3+等。Ln＝La和Gd)。不同的獨居石型熒光粉具有不同的用途，其中，磷酸鑭鈰鋱(LaPO4:Ce3+，Tb3+)為綠色熒光粉，已應(yīng)用于低壓汞線熒光燈、霓虹燈制造行業(yè)，作為低壓三基色節(jié)能燈中綠色組分或作為戶外霓虹燈單色廣告顯示材料；而磷酸鑭鈰(LaPO4:Ce3+)紫外線熒光粉已應(yīng)用于低壓汞線紫色熒光燈，作為戶內(nèi)外蚊蠅燈、舞臺及娛樂場所裝飾用燈的發(fā)光材料。
目前，上述發(fā)光材料的制備通常借助于高溫固相合成的辦法，如①磷酸鑭鈰鋱(LaPO4:Ce3+，Tb3+)的制備以(NH4)2HPO4(磷酸氫二銨)或NH4H2PO4(磷酸二氫銨)與La2O3(氧化鑭)、CeO2(二氧化鈰)、Tb4O7(七氧化四鋱)或與草酸鑭鈰鋱反應(yīng)；②磷酸鑭鈰(LaPO4:Ce3+)的制備以(NH4)2HPO4或NH4H2PO4與La2O3、CeO2或草酸鑭鈰反應(yīng)。上述反應(yīng)輔以礦化劑在1150-1250℃高溫下反應(yīng)數(shù)小時，同時還原或經(jīng)二次研磨后，最后還原來完成。通常包括以下四個步驟(1)混合研磨；(2)烘干裝樣；(3)灼燒還原；(4)后處理。以磷酸鑭鈰鋱(LaPO4:Ce3+，Tb3+)的制備為例，合成的詳細步驟如下(1)混合研磨準(zhǔn)確稱取反應(yīng)量的(NH4)2HPO4(磷酸氫二銨)或NH4H2PO4(磷酸二氫銨)與Ln2O3(Ln＝La和Gd，氧化鑭和氧化釓)、CeO2(二氧化鈰)、Tb4O7(七氧化四鋱)、礦化劑，將上述反應(yīng)物混合，加入研磨助劑，在瑪瑙研缽中研磨均勻。
(2)烘干裝樣將上述研磨好的混合物烘干后裝入剛玉坩堝中壓實；(3)灼燒還原將裝有反應(yīng)混合物的坩堝放入加熱容器中，預(yù)燒后在1150～1250℃加熱反應(yīng)數(shù)小時，同時使用還原氣氛，或者取出后二次研磨、裝樣，最后再在1150～1250℃灼燒反應(yīng)還原數(shù)小時，趁熱取出冷卻、研磨；(4)后處理將產(chǎn)物放在紫外燈下選粉，研磨，用溶劑或去離子水洗掉礦化劑烘干即得產(chǎn)品。
其它獨居石型熒光粉的制備也基本相似。上述制備過程需要消耗大量能源，生產(chǎn)中的加熱設(shè)備配置要求較高。
(三)發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種低溫固相合成獨居石型熒光粉的方法，該方法可以在600～900℃較低溫度下發(fā)生固相反應(yīng)，得到獨居石型熒光粉，既降低能耗，又降低對設(shè)備配置的要求，有利于更好的推廣應(yīng)用。
本發(fā)明方法的反應(yīng)原理跟上述的現(xiàn)有技術(shù)無顯著差異，不同之處在于反應(yīng)中加入了模板劑或加入能生成模板劑的A、B兩種反應(yīng)物，在600～900℃較低溫度下發(fā)生固相反應(yīng)，得到獨居石型熒光粉。具體的講，本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)一樣包括(1)混合研磨；(2)烘干裝樣；(3)灼燒還原；(4)后處理四個步驟，其特征在于在步驟(1)——混合研磨中，加入反應(yīng)物總量(不包括模板劑)10％～200％比例(重量百分數(shù)，Wt％)的模板劑；步驟(3)——灼燒還原中，采用分段預(yù)燒既將裝有反應(yīng)混合物的坩堝放入加熱容器中，在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱0.5～2小時，然后在600～900℃條件下灼燒還原1～4小時。
在上述方法中，所述的模板劑可以是(i)一種或多種鹵化物，即堿金屬、堿土金屬的氟化物和/或氯化物，堿金屬為通常所說的Li、Na、K、Rb、Cs(鋰、鈉、鉀、銣、銫)，堿土金屬則是Mg、Ca、Sr、Ba(鎂、鈣、鍶、鋇)；或(ii)反應(yīng)物A與B按化學(xué)計量比反應(yīng)形成的具有一維鏈狀特征的無機聚合物TA是X2O5(X＝P、V)、NH4H2PO4、NH4VO3、(NH4)2HPO4或SiO2(二氧化硅)、H3BO3(硼酸)、硼砂中的一種或兩種以上物質(zhì)，B是MOH、MHCO3、M2CO3、M2O2中的一種或兩種以上物質(zhì)，其中M＝Li、Na、K、Rb、Cs；由A和B混合生成T的反應(yīng)條件為在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱0.5～2小時；模板劑的加入方式可以是將上述的原料A和B直接加入反應(yīng)混合物中，也可以是先合成模板劑T后再加入反應(yīng)混合物中；或(iii)化學(xué)計量比的含MI、EII、XO43-反應(yīng)物反應(yīng)而成的通式為MEXO4的無機化合物UMI源于MOH、MHCO3、M2CO3、M2O2中的一種或兩種以上物質(zhì)，其中M＝Li、Na、K、Rb、Cs；XO43-源于X2O5(X＝P、V)、NH4H2PO4、NH4VO3、(NH4)2HPO4中的一種或兩種以上物質(zhì)；EII源于EO、E(OH)2、E(HCO3)2、ECO3中的一種或兩種以上物質(zhì)，其中E＝Mg、Zn、Ca、Sr；生成U的反應(yīng)條件為在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱0.5～2小時；模板劑的加入方式可以是將上述的各種反應(yīng)原料加入反應(yīng)混合物中，也可以是先合成無機化合物(U)后再加入反應(yīng)混合物中；或(iv)上述(i)中一種或兩種以上鹵化物與(ii)中無機聚合物T和/或(iii)中化合物U按任意比例混合而成。
在上述方法中，反應(yīng)物中各組分的選擇和用量、模板劑中各組分的選擇和用量根據(jù)所合成的獨居石型熒光粉的不同而確定，如合成獨居石型La0.64Ce0.30Tb0.06PO4綠色熒光粉時，采用反應(yīng)物總量50％比例(重量百分數(shù)，Wt％)的模板劑，模板劑為MgCl2、LiF按摩爾比MgCl2∶LiF＝1∶2混合而成；合成獨居石型La0.54Gd0.10Ce0.20Tb0.16PO4綠色熒光粉時，添加反應(yīng)物總量10％模板劑，模板劑為MgF2、Li2CO3、(NH4)2HPO4、H3BO3、SiO2按摩爾比MgF2∶Li2CO3∶(NH4)2HPO4∶H3BO3∶SiO2＝1∶3.05∶2∶0.1∶1混合而成；合成獨居石構(gòu)型La0.64Ce0.20Tb0.16PO4綠色熒光粉時，添加反應(yīng)物總量200％比例(Wt％)的模板劑，模板劑為MgF2、Na2CO3、(NH4)2HPO4、H3BO3、SiO2按摩爾比MgF2∶Na2CO3∶(NH4)2HPO4∶H3BO3∶SiO2＝1∶3.05∶2∶0.1∶1混合而成；合成獨居石構(gòu)型La0.40Ce0.50Tb0.10PO4綠色熒光粉時，添加反應(yīng)物總量150％比例(Wt％)的模板劑，模板劑為LiCl、Na2CO3、NH4H2PO4、H3BO3、SiO2按摩爾比LiCl∶Na2CO3∶NH4H2PO4∶H3BO3∶SiO2＝1∶2∶2∶0.1∶1混合而成；合成獨居石型La0.60Ce0.40PO4紫色熒光粉時，添加反應(yīng)物總量60％比例(Wt％)的模板劑，模板劑為LiF、K2CO3、(NH4)2HPO4、H3BO3按摩爾比LiF∶K2CO3∶(NH4)2HPO4∶H3BO3＝1∶1∶3∶0.1混合后在140、160、200、300、400℃各加熱1小時反應(yīng)而成；合成獨居石型La0.6Gd0.2Ce0.20PO4紫色熒光粉時，添加反應(yīng)物總量的80％比例(Wt％)的模板劑，模板劑為CaCl2、Na2CO3、(NH4)2HPO4、SiO2、硼砂按摩爾比CaCl2∶Na2CO3∶(NH4)2HPO4∶SiO2∶硼砂＝1∶1∶1∶1∶0.1混合而成；合成獨居石型La0.80Gd0.10Sm0.10PO4紅色熒光粉時，添加反應(yīng)物總量120％比例(Wt％)的模板劑，模板劑為MgCl2、Li2CO3、(NH4)2HPO4、H3BO3按摩爾比MgCl2∶Li2CO3∶(NH4)2HPO4∶H3BO3＝1∶1∶2∶0.1混合反應(yīng)而成；合成獨居石構(gòu)型Gd0.44La0.2Ce0.20Tb0.16PO4綠色熒光粉時，添加反應(yīng)物總量200％比例(Wt％)的模板劑，模板劑為ZnO、Li2CO3、(NH4)2HPO4、CaCl2按摩爾比ZnO∶Li2CO3∶(NH4)2HPO4∶CaCl2＝1∶0.5∶1∶0.5混合而成；合成獨居石型Gd0.70Ce0.30PO4紫色熒光粉時，添加反應(yīng)物總量100％比例(Wt％)的模板劑，模板劑為Na2CO3∶(NH4)2HPO4＝1∶1.5混合后在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱1小時反應(yīng)而成；合成獨居石構(gòu)型La0.58Ce0.30Tb0.12PO4綠色熒光粉時，添加反應(yīng)物總量100％比例(Wt％)的模板劑，模板劑為MgO、K2CO3、NH4H2PO4按摩爾比MgO∶K2CO3∶NH4H2PO4＝2∶1∶2混合而成。
在上述方法中，還原性氣氛一般采用活性炭、CO(一氧化碳)，或者10％H2+90％N2的混合氣體(體積比)。CO可以用能產(chǎn)生CO的草酸或草酸鹽代替。步驟(4)中，所述的溶劑采用堿溶液和/或去離子水。
在本發(fā)明中，反應(yīng)物的研磨、烘干、采用的反應(yīng)容器與現(xiàn)有技術(shù)相同，即研磨時加入助磨劑，所有的研磨一般在瑪瑙研缽或球磨機中進行，坩堝一般采用剛玉或石英坩堝，烘干的方法采用控溫烘箱。
本發(fā)明與現(xiàn)有高溫合成制備技術(shù)制備獨居石型熒光粉相比，具有如下優(yōu)點或效果(1)能源消耗降低顯著。本發(fā)明產(chǎn)品的終態(tài)合成溫度600～900℃，與傳統(tǒng)高溫固相合成溫度1150～1250℃相比，溫度降低了350～500℃。一方面，能源消耗的降低對環(huán)境友好的貢獻得以實現(xiàn)；另一方面，產(chǎn)品的制造成本同時有所降低。此外，反應(yīng)溫度的降低必然顯著延長加熱設(shè)備的使用壽命，維護與保養(yǎng)費用隨之降低。
(2)設(shè)備配置要求降低，容易實現(xiàn)大批量產(chǎn)品制備。本發(fā)明由于合成制備時所需溫度降低，不大于900℃，可以用普通電阻箱式爐或隧道窯進行大批量制備。
(3)本發(fā)明得到的產(chǎn)品性能完全達到傳統(tǒng)高溫固相合成所得產(chǎn)品的性能水平。
(四)具體的實施方式實施例1獨居石型La0.64Ce0.30Tb0.06PO4綠色熒光粉的制備將反應(yīng)物L(fēng)a2O3(氧化鑭)、CeO2(二氧化鈰)、Tb4O7(七氧化四鋱)和(NH4)2HPO4(磷酸氫二銨)按下列摩爾比準(zhǔn)確稱取La2O3∶CeO2∶Tb4O7∶(NH4)2HPO4＝0.32∶0.30∶0.015∶1，并與占反應(yīng)物總量50％比例(重量百分數(shù)，Wt％)的模板劑混合，同時加入助磨劑無水乙醇，在瑪瑙研缽或球磨機中研磨。將上述研磨好的混合物烘干后裝入剛玉坩堝中、壓實，放入加熱容器中，在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱2小時，取出、冷卻研磨再裝入剛玉坩堝中、壓實。再放入加熱容器中，在還原氣體(N290％+H210％)存在條件下750℃恒溫加熱1小時，同時趁熱取出、冷卻研磨。用去離子水洗掉模板劑后烘干即得產(chǎn)品。
本例中模板劑為MgCl2、LiF按摩爾比MgCl2∶LiF＝1∶2混合而成。
實施例2 獨居石構(gòu)型La0.54Gd0.10Ce0.20Tb0.16PO4綠色熒光粉將反應(yīng)物L(fēng)a2O3(氧化鑭)、Gd2O3(氧化釓)、CeO2(二氧化鈰)、Tb4O7(七氧化四鋱)和(NH4)2HPO4(磷酸氫二銨)按下列摩爾比準(zhǔn)確稱取La2O3∶Gd2O3∶CeO2∶Tb4O7∶(NH4)2HPO4＝0.27∶0.05∶0.20∶0.04∶1，并與占上述反應(yīng)物總量的10％比例(Wt％)的模板劑混合，同時加入助磨劑無水乙醇，在瑪瑙研缽或球磨機中研磨。將上述研磨好的混合物烘干后裝入剛玉坩堝中、壓實，放入加熱容器中，在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱1小時，取出研磨再裝入剛玉坩堝中、壓實。再放入加熱容器中，900℃恒溫加熱1小時，趁熱取出、冷卻研磨、裝樣，最后在過量活性炭存在條件下，900℃恒溫再加熱1小時，趁熱取出冷卻、研磨。用去離子水洗掉模板劑后烘干即得產(chǎn)品。
本例中。模板劑為MgF2、Li2CO3、(NH4)2HPO4、H3BO3、SiO2按摩爾比MgF2∶Li2CO3∶(NH4)2HPO4∶H3BO3∶SiO2＝1∶3.05∶2∶0.1∶1混合而成實施例3 獨居石構(gòu)型La0.64Ce0.20Tb0.16PO4綠色熒光粉按摩爾比La2(C2O4)3∶CeO2∶Tb4O7∶(NH4)2HPO4＝0.32∶0.20∶0.04∶1準(zhǔn)確稱取反應(yīng)物L(fēng)a2(C2O4)3、CeO2、Tb4O7和(NH4)2HPO4，并與占上述反應(yīng)物總量200％比例(Wt％)的模板劑的混合，同時加入助磨劑無水乙醇，在瑪瑙研缽或球磨機中研磨。將上述研磨好的混合物烘干后裝入剛玉坩堝中、壓實，放入加熱容器中，在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱1.5小時，取出研磨再裝入剛玉坩堝中、壓實。再放入加熱容器中，680℃恒溫加熱1小時，趁熱取出、冷卻研磨、裝樣，最后在還原氣體(N290％+H210％)存在條件下680℃恒溫加熱1小時，趁熱取出、冷卻研磨。用去離子水洗掉模板劑后烘干即得產(chǎn)品。
本例中模板劑為MgF2、Na2CO3、(NH4)2HPO4、H3BO3、SiO2按摩爾比MgF2∶Na2CO3∶(NH4)2HPO4∶H3BO3∶SiO2＝1∶3.05∶2∶0.1∶1混合而成。
實施例4 獨居石構(gòu)型La0.40Ce0.50Tb0.10PO4綠色熒光粉的制備按摩爾比La0.80Ce1.0Tb0.20(C2O4)3∶(NH4)2HPO4＝0.5∶1準(zhǔn)確稱取反應(yīng)物L(fēng)a0.80Ce1.0Tb0.20(C2O4)3(草酸鑭鈰鋱)、(NH4)2HPO4，并與反應(yīng)物總量150％比例(Wt％)的模板劑混合，同時加入助磨劑無水乙醇，在瑪瑙研缽或球磨機中研磨。將上述研磨好的混合物烘干后裝入剛玉坩堝中、壓實，放入加熱容器中，在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱1小時，取出研磨再裝入剛玉坩堝中、壓實。再放入加熱容器中，650℃恒溫加熱1小時，趁熱取出、冷卻研磨、裝樣，最后在還原氣體(N290％+H210％)存在條件下650℃恒溫加熱1小時，趁熱取出、冷卻研磨。用去離子水洗掉模板劑后烘干即得產(chǎn)品。
本例中模板劑為LiCl、Na2CO3、NH4H2PO4、H3BO3、SiO2按摩爾比LiCl∶Na2CO3∶NH4H2PO4∶H3BO3∶SiO2＝1∶2∶2∶0.1∶1混合而成實施例5 獨居石型La0.60Ce0.40PO4紫色熒光粉的制備按摩爾比La2O3∶CeO2∶(NH4)2HPO4＝0.30∶0.40∶1準(zhǔn)確稱取反應(yīng)物L(fēng)a2O3、CeO2和(NH4)2HPO4，并添加反應(yīng)物總量60％比例(Wt％)的模板劑，同時加入助磨劑無水乙醇，在瑪瑙研缽或球磨機中研磨。將上述研磨好的混合物烘干后裝入剛玉坩堝中、壓實，放入加熱容器中，在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱0.5小時，取出研磨再裝入剛玉坩堝中、壓實。再放入加熱容器中，750℃恒溫加熱1小時，趁熱取出、冷卻研磨、裝樣，最后在還原氣體(N290％+H210％)存在條件下750℃恒溫加熱1小時，趁熱取出、冷卻研磨。先后用3摩爾/升氫氧化鈉溶液、去離子水洗掉模板劑后烘干即得產(chǎn)品。
本例中模板劑為LiF、K2CO3、(NH4)2HPO4、H3BO3按摩爾比LiF∶K2CO3∶(NH4)2HPO4∶H3BO3＝1∶1∶3∶0.1混合后在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱1小時反應(yīng)而成。
實施例6 獨居石型La0.6Gd0.2Ce0.20PO4紫色熒光粉的制備按摩爾比La2O3∶Gd2O3∶CeO2∶(NH4)2HPO4＝0.3∶0.10∶0.20∶1準(zhǔn)確稱取反應(yīng)物L(fēng)a2O3、Gd2O3、CeO2和(NH4)2HPO4，并與占反應(yīng)物總量的80％比例(Wt％)的模板劑混合，同時加入助磨劑無水乙醇，在瑪瑙研缽或球磨機中研磨。將上述研磨好的混合物烘干后裝入剛玉坩堝中、壓實，放入加熱容器中，在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱1.5小時，取出研磨再裝入剛玉坩堝中、壓實。再放入加熱容器中，880℃恒溫加熱1小時，趁熱取出、冷卻研磨、裝樣，最后在活性炭還原條件下880℃恒溫加熱1小時，趁熱取出、冷卻研磨。用去離子水洗掉模板劑后烘干即得產(chǎn)品。
本例中模板劑為CaCl2、Na2CO3、(NH4)2HPO4、SiO2、硼砂按摩爾比CaCl2∶Na2CO3∶(NH4)2HPO4∶SiO2∶硼砂＝1∶1∶1∶1∶0.1混合而成。
實施例7 獨居石型La0.80Gd0.10Sm0.10PO4紅色熒光粉的制備按摩爾比La2O3∶CeO2∶Sm2O3∶(NH4)2HPO4＝0.4∶0.05∶0.05∶1準(zhǔn)確稱取反應(yīng)物L(fēng)a2O3、CeO2、Sm2O3、(NH4)2HPO4，并與占反應(yīng)物總量120％比例(Wt％)的模板劑混合，同時加入助磨劑無水乙醇，在瑪瑙研缽或球磨機中研磨。將上述研磨好的混合物烘干后裝入剛玉坩堝中、壓實，放入加熱容器中，在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱0.5小時，取出研磨再裝入剛玉坩堝中、壓實。再放入加熱容器中，700℃恒溫加熱1小時，趁熱取出、冷卻研磨，用去離子水洗掉模板劑后烘干即得產(chǎn)品。
本例中模板劑為MgCl2、Li2CO3、(NH4)2HPO4、H3BO3按摩爾比MgCl2∶Li2CO3∶(NH4)2HPO4∶H3BO3＝1∶1∶2∶0.1混合反應(yīng)而成。反應(yīng)條件與加入方式同實施例5。
實施例8 獨居石構(gòu)型Gd0.44La0.2Ce0.20Tb0.16PO4綠色熒光粉的制備按摩爾比Gd2O3∶La2(C2O4)3∶CeO2∶Tb4O7∶(NH4)2HPO4＝0.22∶0.10∶0.20∶0.04∶1準(zhǔn)確稱取反應(yīng)物Gd2O3、La2(C2O4)3、CeO2、Tb4O7和(NH4)2HPO4，并與占上述反應(yīng)物總量200％比例(Wt％)的模板劑混合，同時加入助磨劑無水乙醇，在瑪瑙研缽或球磨機中研磨。將上述研磨好的混合物烘干后裝入剛玉坩堝中、壓實，放入加熱容器中，在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱1小時，取出研磨再裝入剛玉坩堝中、壓實。再放入加熱容器中，600℃恒溫加熱3小時，趁熱取出、冷卻研磨、裝樣，最后在還原氣體(N290％+H210％)存在條件下600℃恒溫加熱1小時，趁熱取出、冷卻研磨。用去離子水洗掉模板劑后烘干即得產(chǎn)品。
本例中模板劑為ZnO、Li2CO3、(NH4)2HPO4、CaCl2按摩爾比ZnO∶Li2CO3∶(NH4)2HPO4∶CaCl2＝1∶0.5∶1∶0.5混合而成。
實施例9 獨居石型Gd0.70Ce0.30PO4紫色熒光粉的制備按摩爾比Gd2O3∶CeO2∶(NH4)2HPO4＝0.35∶0.30∶1準(zhǔn)確稱取反應(yīng)物Gd2O3、CeO2和(NH4)2HPO4，并添加反應(yīng)物總量100％比例(Wt％)的模板劑，同時加入助磨劑無水乙醇，在瑪瑙研缽或球磨機中研磨。將上述研磨好的混合物烘干后裝入剛玉坩堝中、壓實，放入加熱容器中，在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱0.5小時，取出研磨再裝入剛玉坩堝中、壓實。再放入加熱容器中，750℃恒溫加熱2小時，趁熱取出、冷卻研磨、裝樣，最后在還原氣體(N290％+H210％)存在條件下750℃恒溫加熱2小時，趁熱取出、冷卻研磨。先后用堿溶液、去離子水洗掉模板劑后烘干即得產(chǎn)品。
本例中模板劑為Na2CO3∶(NH4)2HPO4＝1∶1.5混合后在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱1小時反應(yīng)而成。
實施例10 獨居石構(gòu)型La0.58Ce0.30Tb0.12PO4綠色熒光粉的制備按摩爾比La1.16Ce0.60Tb0.24(C2O4)3∶(NH4)2HPO4＝0.5∶1準(zhǔn)確稱取反應(yīng)物L(fēng)a1.16Ce0.60Tb0.24(C2O4)3(草酸鑭鈰鋱)、(NH4)2HPO4，并與反應(yīng)物總量100％比例(Wt％)的模板劑混合，同時加入助磨劑無水乙醇，在瑪瑙研缽或球磨機中研磨。將上述研磨好的混合物烘干后裝入剛玉坩堝中、壓實，放入加熱容器中，在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱1小時，取出研磨再裝入剛玉坩堝中、壓實。再放入加熱容器中，800℃恒溫加熱1小時，趁熱取出、冷卻研磨、裝樣，最后在還原氣體(N290％+H210％)存在條件下820℃恒溫加熱1小時，趁熱取出、冷卻研磨。用去離子水洗掉模板劑后烘干即得產(chǎn)品。
本例中模板劑為MgO、 K2CO3、NH4H2PO4按摩爾比MgO∶K2CO3∶NH4H2PO4＝2∶1∶2混合而成。
權(quán)利要求
1.一種低溫固相合成獨居石型熒光粉的方法，包括混合研磨、烘干裝樣、灼燒還原和后處理四個步驟，其特征在于在步驟(1)——混合研磨中，加入反應(yīng)物總量(不包括模板劑)10％～200％比例(重量百分數(shù))的模板劑；步驟(3)——灼燒還原中，采用分段預(yù)燒即將裝有反應(yīng)混合物的坩堝放入加熱容器中，在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱0.5～2小時，然后在600～900℃條件下灼燒還原1～4小時。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的模板劑是一種或多種堿金屬、堿土金屬的氟化物和/或氯化物。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的模板劑是反應(yīng)物(A)與反應(yīng)物(B)按化學(xué)計量比反應(yīng)形成的具有一維鏈狀特征的無機聚合物(T)反應(yīng)物(A)是X2O5(X＝P、V)、NH4H2PO4、NH4VO3、(NH4)2HPO4或SiO2、H3BO3、硼砂中的一種或兩種以上物質(zhì)，反應(yīng)物(B)是MOH、MHCO3、M2CO3、M2O2中的一種或兩種以上物質(zhì)，其中M＝Li、Na、K、Rb、Cs；由反應(yīng)物(A)和反應(yīng)物(B)混合生成無機聚合物(T)的反應(yīng)條件為在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱0.5～2小時；模板劑的加入方式可以是將上述的反應(yīng)原料直接加入反應(yīng)混合物中，也可以是先合成無機聚合物(T)后再加入反應(yīng)混合物中。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的模板劑是化學(xué)計量比的含MI、EII、XO43-反應(yīng)物反應(yīng)而成的通式為MEXO4的無機化合物(U)MI源于MOH、MHCO3、M2CO3、M2O2中的一種或兩種以上物質(zhì)，其中M＝Li、Na、K、Rb、Cs；XO43-源于X2O5(X＝P、V)、NH4H2PO4、NH4VO3、(NH4)2HPO4中的一種或兩種以上物質(zhì)；EII源于EO、E(OH)2、E(HCO3)2、ECO3中的一種或兩種以上物質(zhì)，其中E＝Mg、Zn、Ca、Sr；生成無機化合物(U)的反應(yīng)條件為在140℃、160℃、200℃、300℃、400℃各加熱0.5～2小時；模板劑的加入方式可以是將上述的各種反應(yīng)原料加入反應(yīng)混合物中，也可以是先合成無機化合物(U)后再加入反應(yīng)混合物中。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的模板劑是權(quán)利要求2中所述一種或兩種以上鹵化物與權(quán)利要求3中所述無機聚合物(T)和/或權(quán)利要求4中無機化合物(U)按任意比例混合而成。
全文摘要
一種低溫固相合成獨居石型熒光粉的方法，是在現(xiàn)有方法的基礎(chǔ)上加入模板劑并采用分段加熱方式，包括混合研磨、烘干裝樣、分段預(yù)燒、灼燒還原、后處理等步驟。該方法可以在600～900℃條件下獲得各種獨居石型熒光粉，既節(jié)省能源、降低成本，又降低了對生產(chǎn)設(shè)備配置的要求。
文檔編號C09K11/08GK1470594SQ0312684
公開日2004年1月28日 申請日期2003年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月16日
發(fā)明者鐵紹龍 申請人:華南師范大學(xué)