專利名稱：Na_4-3xEu_x(WO₄)₂系列熒光微晶及其化學(xué)溶液制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型復(fù)合鎢酸鹽熒光體的研究，特別是涉及采用一種化學(xué)溶液方法制備該新型熒光微晶。
背景技術(shù)：
稀土元素具有的獨(dú)特4f電子層結(jié)構(gòu)和豐富的能級(jí)，使其具有一般元素所無法比擬的光譜性質(zhì)，為國民經(jīng)濟(jì)和高新技術(shù)提供了很多性能優(yōu)越的發(fā)光材料和激光材料。稀土發(fā)光材料具有吸收能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)換率高、可發(fā)射從紫外到紅外的光譜、在可見區(qū)有很強(qiáng)的發(fā)射能力、物理性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，因而在照明光源、彩色電視、計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代通信、測(cè)量技術(shù)、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)交通、航空航天及國防軍事等許多領(lǐng)域中都有著極其重要而廣泛的應(yīng)用。白光LED，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小和發(fā)光效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在照明和顯示領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用。目前，實(shí)現(xiàn)白光LED的途徑主要有如下三種。①熒光粉轉(zhuǎn)換法，即用藍(lán)色LED芯片所發(fā)射的光激發(fā)黃色熒光粉，二者發(fā)出的光混合形成白光。②多芯片法，即用紅綠藍(lán)三種顏色的LED芯片，依據(jù)三基色原理，按照一定的比例組合發(fā)出白光。③是集成單芯片法(也叫多量子阱法)，是在一個(gè)芯片中利用多個(gè)活性層使LED芯片直接發(fā)出白光。 目前市場(chǎng)上的白光LED大多由第一種方法制得，由于它是通過黃光和藍(lán)光二基色復(fù)合形成的白光，缺少了紅色成分，因而導(dǎo)致LED的顯色性能欠佳。國內(nèi)外關(guān)于熒光黃粉和綠粉的制備和發(fā)光性能調(diào)控已經(jīng)比較成熟，而紅粉的發(fā)光效率和穩(wěn)定性性能卻還有較大欠缺。目前 LED封裝應(yīng)用中使用的紅色熒光粉主要是堿金屬硫化物和氮化物。硫化物的物理化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，熱穩(wěn)定性較差，發(fā)光效率低；氮化物雖然克服了這些缺點(diǎn)，但是其價(jià)格昂貴，難以大力推廣。第二種方法雖然白光顏色還原性好，但目前普遍采用的Y2O2S =Eu3+紅色熒光粉發(fā)光效率低，穩(wěn)定性差。顯然，紅色熒光粉的研發(fā)與改進(jìn)是白光LED發(fā)展的關(guān) 鍵環(huán)節(jié)。因此開發(fā)一種性能穩(wěn)定、價(jià)格便宜的紅色熒光粉就成了當(dāng)前LED封裝市場(chǎng)當(dāng)務(wù)之急。近年來稀土 Eu3+激活的鎢鑰酸鹽紅色熒光粉的研制激起了人們的興趣，受到了國內(nèi)外研究人員的廣泛關(guān)注，成為一種極具潛力的LED用紅色熒光粉，具有良好的市場(chǎng)前景。顯然，如何采用合適的制備技術(shù)去獲得形貌、尺寸和尺寸分布優(yōu)良的紅色熒光粉，是目前白光LED研究的重點(diǎn)。 化學(xué)溶液制備方法是近幾年發(fā)展較為迅速的微納晶材料制備技術(shù)路線，該方法制備條件溫和、能量和原料消耗少、環(huán)境影響小、不需要復(fù)雜的設(shè)備和工藝，可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物在分子水平上均勻混合，獲得具有特定組成、結(jié)構(gòu)和形貌的材料。水熱制備技術(shù)是目前合成鎢鑰酸鹽微晶應(yīng)用比較多的化學(xué)溶液制備方法之一。一些文獻(xiàn)中曾報(bào)道了采用水熱制備技術(shù)合成了 SrffO4, SrMoO4, CaMO4 =RE3+(M = ff, Mo ；RE = Eu，Tb)等形式微晶，獲得的微晶晶粒大小均一， 尺寸合適，形貌規(guī)整。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于采用一種化學(xué)溶液方法即水熱合成法來制備一類新型鎢酸鹽固溶體熒光微晶，以解決現(xiàn)有熒光體中存在的上述問題。此方法操作簡便，易于通過水熱反應(yīng)的溫度、溶液的pH值、表面活性劑等條件的控制，得到物相純、粒度均一、顆粒尺寸合適、 形貌規(guī)整、光學(xué)性能佳，具有很好實(shí)用性和應(yīng)用性的發(fā)光材料。本發(fā)明制備的是紅色色調(diào)和亮度較佳的固溶體發(fā)光微晶，其化學(xué)表達(dá)式為Na4_3xEux(WO4)2 (O < X < 4/3)。


圖1是本發(fā)明所述方法制備的Na4_3xEux(WO4)2固溶體發(fā)光微晶的X射線衍射圖； 圖2是本發(fā)明所述方法制備的Na4_3xEux(WO4)2固溶體發(fā)光微晶的掃描電鏡圖；圖3是本發(fā)明所述方法制備的Na4_3xEux(WO4)2固溶體發(fā)光微晶的激發(fā)光譜；圖4是本發(fā)明所述方法制備的Na4_3xEux(WO4)2固溶體發(fā)光微晶的發(fā)射光譜；圖5是本發(fā)明所述方法制備的Na4_3xEux(WO4)2固溶體發(fā)光微晶的發(fā)射光譜。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明以Na2W04、Eii203等分析純?yōu)樵?，控制適當(dāng)?shù)乃疅岱磻?yīng)工藝條件，通過水熱制備技術(shù)合成一種稀土摻雜鎢酸鹽固溶體發(fā)光微晶。本發(fā)明制備的鎢酸鹽固溶體發(fā)光微晶的化學(xué)通式是Na4_3xEux(WO4)2 (O < X〈4/3)。 本發(fā)明所用試劑有 Na2WO4 · 2H20 分析純； Eu2O3 分析純。本發(fā)明的具體實(shí)施制備過程如下用分析純的Eu2O3和濃鹽酸配制O. 02-0. 5 mo I/L的EuCl3溶液；分析純的Na2WO4 ·2Η20 分別配制O. 2-0. 6 mo I/L的Na2WO4溶液。制備O. OOlmol稀土鎢酸鹽固溶體發(fā)光微晶Na4_3xEux(WO4)2。按生成固溶體發(fā)光微晶的化學(xué)計(jì)量比，把相應(yīng)的溶液加入到聚四氟乙烯燒杯中，磁力攪拌并調(diào)節(jié)PH值為6-9，然后把燒杯放入密封的高壓反應(yīng)釜中，在80-160°C下水熱反應(yīng)15-30小時(shí)后，即可獲得固溶體微晶Na4_3xEux (WO4) 2。實(shí)施例1 :Na2.8Eua4 (WO4)2固溶體發(fā)光微晶的制備按制備一定量目標(biāo)Na2.8Eua4 (WO4) 2微晶所需各種原料的摩爾比，量取一定濃度相應(yīng)體積的EuCl3、Na2W04溶液于聚四氟乙烯燒杯中，控制溶液的pH值為6_9，常溫?cái)嚢?5-30分鐘后將聚四氟乙烯燒杯放入高壓反應(yīng)釜中。在80-160°C下水熱反應(yīng)15-30小時(shí)后，自然冷卻至室溫。沉淀經(jīng)離心分離、去離子水清洗后于100-150°C烘干即得到Na2.8Eua4 (WO4)2固溶體發(fā)光微晶。實(shí)施例2 =Na2.2Eu0.6 (WO4)2固溶體發(fā)光微晶的制備按實(shí)施例1工藝實(shí)施，制備Na2. 2Eu0. 6 (WO4) 2微晶。實(shí)施例3 =NaEu(WO4)2固溶體發(fā)光微晶的制備按實(shí)施例1工藝實(shí)施，制備NaEu (WO4) 2微晶。實(shí)施例4 ^aa4Euu (WO4)固溶體發(fā)光微晶的制備按實(shí)施例1工藝實(shí)施，制備Naa 4Eul 2 (WO4) 2微晶。Na4_3xEux(WO4)2微晶的X射線衍射圖如圖1所示。XRD圖表明制備的Na4_3xEux(WO4)2微晶結(jié)晶良好。微晶的掃描電鏡圖如圖2所示?？梢钥闯鲋苽涞奈⒕ЬЯ４笮【鶆颉⒈砻婀饣?、形貌規(guī)整。水熱制備技術(shù)合成的Na4_3xEux(WO4)2固溶體微晶體系最優(yōu)激發(fā)波長位于 26(T270nm之間或395nm處，最強(qiáng)發(fā)射波長位于614nm處，呈現(xiàn)高純度和高亮度的紅光，分別如圖3，圖4和圖5所 示。
權(quán)利要求
1.一種新型鎢酸鹽固溶體熒光微晶的化學(xué)溶液制備方法，其特征是①該鎢酸鹽微晶為白鎢礦型結(jié)構(gòu)，該微晶用化學(xué)通式Na4_3xEux(W04)2(O < X < 4/3)來表不;②該化學(xué)溶液制備方法為水熱合成法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述新型復(fù)合鎢酸鹽熒光微晶的化學(xué)溶液制備方法，其特征是所述水熱合成法反應(yīng)溫度范圍為80-160°C，水熱反應(yīng)時(shí)間為15-30小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利I要求所述新型復(fù)合鎢酸鹽熒光微晶的化學(xué)溶液制備方法，其特征是所述Na2WO4 · 2H20、Eu2O3均為分析純。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述新型復(fù)合鎢酸鹽熒光微晶的化學(xué)溶液制備方法，其特征是配制的EuCl3溶液的濃度為O. 02-0. 5 mo I/L ;配制的Na2WO4溶液的濃度為O. 2-0. 6 mol/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型復(fù)合鎢酸鹽熒光體的研究，特別是涉及采用一種化學(xué)溶液方法制備該新型熒光微晶。本發(fā)明提供的微晶可用通式Na4-3xEux(WO4)2(0<x<4/3)來表示。按以下步驟進(jìn)行按制備一定量目標(biāo)體系Na4-3xEux(WO4)2微晶所需各種原料的摩爾比，量取相應(yīng)體積的Na2WO4溶液于聚四氟乙烯燒杯中，分別加入相應(yīng)量的EuCl3溶液，常溫?cái)嚢?5-30分鐘，并將溶液的pH值調(diào)為6-9后將聚四氟乙烯燒杯放入高壓反應(yīng)釜中。在80-160℃下水熱反應(yīng)15-30小時(shí)后，自然冷卻至室溫。沉淀經(jīng)離心分離、去離子水清洗后于100-150℃烘干即得到Na4-3xEux(WO4)2固溶體發(fā)光微晶。本發(fā)明方法制備的稀土摻雜鎢酸鹽熒光微晶物相純、粒度均一、顆粒尺寸合適、形貌規(guī)整、呈現(xiàn)高純度和亮度的紅光，具有較好的實(shí)用性。
文檔編號(hào)C09K11/68GK103013510SQ201210210198
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月25日
發(fā)明者畢劍, 高道江, 吳云, 賴欣, 趙燕, 秦丹, 劉夢(mèng)嬌, 吳思 申請(qǐng)人:四川師范大學(xué)