一種紫外燈用發(fā)光材料的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紫外燈用發(fā)光材料的合成方法，包括以下步驟：（1）根據(jù)化學組分式（MyCex）Al12-zO19+1/3z計算工藝原料配比，其中：M=Si、Sr、Ba、Ca、Mg中的一種或幾種，0<x<1，0<y<1，0≤z<1；（2）按步驟（1）的配比稱取原料，加助熔添加劑與原料均勻混合，在氧化氣氛爐或空氣爐中進行灼燒，得到白色塊狀粉體物質(zhì)；（3）將步驟（2）所得物質(zhì)進行破碎、過篩，隨后用稀酸溶液酸洗至中性，之后抽濾烘干粉體，然后將粉體過篩；（4）將烘干過篩后的粉體置于還原氣氛中灼燒，最后得到白色粉體，將該白色粉體過篩分級即為成品。本方法合成的發(fā)光材料紫外強度高、對環(huán)境無污染，并且發(fā)光材料粉體流動性好、形貌佳、穩(wěn)定性好。
【專利說明】一種紫外燈用發(fā)光材料的合成方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)光材料的合成方法，特別是一種紫外燈用發(fā)光材料的合成方法。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的殺菌凈化燈用材料主要有以下幾種:(CaZn)3(PCM)2: Tl、Sr4Al14O25: Pb、BaSi2O5:Pb> Ln1^xPO4ICex、(Ln:La-Gd_Y)，這些材料一般都是用高溫固相合成方法制成?，F(xiàn)有的發(fā)光材料大多存在紫外強度低，殺菌效果差等缺陷，并大量采用對人體有害的Pb和P等物質(zhì)，影響生態(tài)環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種對環(huán)境無污染、紫外強度高的紫外燈用發(fā)光材料的合成方法。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是:一種紫外燈用發(fā)光材料的合成方法，所述方法包括以下步驟:
(1)根據(jù)化學組分式#,Cex)計算工藝原料配比，其中:M=S1、Sr、Ba、Ca或Mg 中的一種或幾種,0〈x〈l,0〈y〈l,O < z〈l ；
(2)按步驟(1)的配比稱取原料，并加助熔添加劑與原料均勻混合，在氧化氣氛爐或空氣爐中進行灼燒，灼燒后得到白 色塊狀粉體物質(zhì)；
(3)將步驟(2)所得白色塊狀粉體物質(zhì)進行破碎、過篩，隨后用稀酸溶液進行酸洗至中性，之后抽濾烘干粉體，然后將粉體過篩；
(4)將烘干過篩后粉體置于還原氣氛中進行灼燒，最后得到白色粉體，將該白色粉體過篩分級即為成品。
[0005]優(yōu)選的，基質(zhì)氧化物為熒光級氧化鋁(Al2O3)、氧化鈰(CeO2)。
[0006]優(yōu)選的，基質(zhì)摻雜劑為熒光級氧化鎂(MgO)、碳酸鍶(SrCO3)、碳酸鋇(BaCO3)、碳酸鈣(CaC03)、二氧化硅(SiO2)，取其中任意一種或幾種。
[0007]優(yōu)選的，所述步驟(2)中助熔添加劑為硼酸(Η3Β03)、氟化鋇(BaF2)、氟化鍶(SrF2)、氯化鋰(LiCl)、氟化鋰(LiF)中的一種或幾種，所述助熔添加劑重量為原料重量的
0.5%~5%。添加助熔添加劑的目的是降低反應溫度，其用量微少，一般根據(jù)反應溫度確定用量。
[0008]優(yōu)選的，所述步驟(2)中助熔添加劑與原料的均勻混合時間為30-40小時。達不到該時間會造成混料不均，而超過該段時間會粘壁導致混料不均勻。
[0009]優(yōu)選的，所述步驟(2)中灼燒保溫時間為3飛小時，灼燒溫度控制在1400°C~1600°C?？刂谱茻貢r間和灼燒溫度，對反應結(jié)果會產(chǎn)生影響，低于下限則反應不充分，高于上限則容易晶體化，形成硬塊。
[0010]優(yōu)選的，所述步驟(3)中過篩為過250目尼龍篩網(wǎng)，中心粒徑控制在5μπι~10 μ m。[0011]優(yōu)選的，所述步驟(3)中酸洗所用的稀酸溶液為稀的硝酸、鹽酸、檸檬酸中的一種或幾種。
[0012]優(yōu)選的，所述步驟(3)中酸洗所用的硝酸溶液濃度控制在0.19Tl%。
[0013]優(yōu)選的，所述步驟(3)中烘干粉體的溫度控制在100°C ~150°C。
[0014]優(yōu)選的，所述步驟(4)中還原氣氛為氮氣、氫氣、氨氣、甲烷、丙烷中的一種或幾種還原氣氛。
[0015]優(yōu)選的，所述步驟(4)中灼燒時間控制在3小時飛小時，灼燒溫度控制在1200 0C ~1500。。。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點是:本發(fā)明不采用Pb、P作為原材料，對環(huán)境無污染，具有高的發(fā)光強度；并且克服了以Pb、P為原料會使硅酸鹽材料在合成時溫度控制范圍小、不易控制的缺陷，以及合成后的產(chǎn)品在空氣中比較敏感容易潮解的缺點。
[0017]此外，本發(fā)明合成的材料粉體在電鏡下觀察到為球形晶貌，具有很好的形貌；本發(fā)明還可根據(jù)F、Cl離子化合物的加入量控制粉體顆粒大小及流動性的好壞；本發(fā)明還提供全新穩(wěn)定的鋁酸鹽體系，中間產(chǎn)品采用先進的氣流逐級分級處理，把大顆粒和超細顆粒去除，使得粉體顆粒大小均勻、基本一致。因此，本發(fā)明進一步的優(yōu)點是合成的發(fā)光材料粉體形貌佳、流動性好、穩(wěn)定性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明合成的發(fā)光材料的光譜圖。
[0019]圖2 是現(xiàn)有(CaZn) 3 (P04) 2: TlBaSi2O5: Pb
[0020]圖3是本發(fā)明合成的發(fā)光材料的電鏡圖。[0021 ]圖 4 是現(xiàn)有(CaZn) 3 (P04) 2: TlBaSi2O5: Pb
發(fā)光材料光譜圖。發(fā)光材料電鏡圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
[0023]實施例1
步驟(1) ：組分按(Sr a 2Ce0.1Ba0.3Mg0.4) Al12O19計算工藝原料配比，其中x=0.1 ；y=0.9 ；
Z=0。
[0024]基質(zhì)氧化物為熒光級氧化鋁(Al2O3)、氧化鈰(CeO2)。
[0025]基質(zhì)摻雜劑為熒光氧化鎂(MgO)、碳酸鍶(SrCO3)、碳酸鋇(BaCO3)。
[0026]步驟(2):將上述組分充分混合均勻，以硼酸和氟化鋰用作助熔添加劑，并在裝有直徑IOmm瑪瑙球的剛玉球磨罐中混磨32小時，混磨好的氧化物在剛玉坩堝中放進高溫氧化氣氛下灼燒4小時，灼燒溫度控制在1500°C。
[0027]步驟(3):灼燒產(chǎn)物經(jīng)過破碎處理后過250目篩，中心粒徑控制在5μm~10μm，接著用濃度為0.1%的硝酸溶液進行酸洗處理，酸洗過篩后的產(chǎn)品直至中性，然后抽濾、IOOtlC溫度烘干再過150目篩。
[0028]步驟(4):再次將過篩產(chǎn)品裝入剛玉坩堝中，在氮氫(5%體積氫的氮氣)混合氣氛中灼燒3小時，灼燒溫度控制在1450°C，最后的灼燒產(chǎn)品經(jīng)過處理過篩即為成品，所得的發(fā)光物質(zhì)粉體顏色為白色。該發(fā)光物質(zhì)的發(fā)射光譜如圖1中實施例1曲線所示，在290 nm~300nm波長處具有峰值，發(fā)光強度達到1000 cd/cm2。
[0029]實施例2:
步驟(1).Μ?叛ISr a fie Q.fia Q.拋a 2) Al nOm 3計算工藝原料配比,其中x=0.3 ；y=0.7 ；
Z=10
[0030]基質(zhì)氧化物為熒光級氧化鋁(Al2O3)、氧化鈰(CeO2)。
[0031]基質(zhì)摻雜劑為熒光氧化鎂(MgO)、碳酸鍶(SrCO3)、碳酸鈣(CaCO3)。
[0032]步驟(2):將上述組分充分混合均勻，以硼酸和氟化鋰用作助熔劑，并在裝有直徑IOmm瑪瑙球的剛玉球磨罐中混磨34小時，混磨好的氧化物在剛玉坩堝中放進高溫氧化氣氛下進行灼燒3小時，并且溫度控制在1400°C。
[0033]步驟(3):灼燒產(chǎn)物經(jīng)過破碎處理后經(jīng)過250目篩，中心粒徑控制在5 μ π~?Ο μ m。接著進行酸洗處理，配濃度為0.5%的硝酸溶液清洗過篩后的產(chǎn)品，直至中性后抽濾、120°C溫度烘干再過150目篩。
[0034]步驟(4):再次將過篩產(chǎn)品裝入剛玉坩堝中，在氮氫(5%體積氫的氮氣)混合氣氛中進行灼燒5小時，灼燒溫度控制在1200°C，最后的灼燒產(chǎn)品經(jīng)過處理過篩即為成品，所得的發(fā)光物質(zhì)粉體顏色為白色。該發(fā)光物質(zhì)的發(fā)射光譜如圖1中實施例2曲線所示，在320nm左右波長處具有峰值，發(fā)光強度達到1000 cd/cm2。
[0035]實施例3:
步驟(1):組分按計算工藝原料配比,其中X=0.2 ；y=0.8 ；
Z=10
[0036]基質(zhì)氧化物為熒光級氧化鋁(Al2O3)、氧化鈰(CeO2)。
[0037]基質(zhì)摻雜劑為碳酸鍶(SrC03)、碳酸鈣(CaC03)、二氧化硅(SiO2)。
[0038]步驟(2):將上述組分充分混合均勻，以LiCl和LiF用作助熔添加劑，并在裝有直徑IOmm瑪瑙球的剛玉球磨罐中混磨37小時，混磨好的氧化物在剛玉坩堝中放進高溫氧化氣氛下進行灼燒5小時，并且溫度控制在1600°C。
[0039]步驟(3):灼燒產(chǎn)物經(jīng)過破碎處理后經(jīng)過250目篩，接著進行酸洗處理，配濃度為1%的硝酸溶液進行清洗過篩后的產(chǎn)品，直至中性后抽濾、135°C溫度烘干再過150目篩。
[0040]步驟(4):再次將過篩產(chǎn)品裝入剛玉坩堝中，在氮氫(5%體積氫的氮氣)混合氣氛中灼燒4小時，灼燒溫度控制在1500°C，最后的灼燒產(chǎn)品經(jīng)過處理過篩即為成品，所得的發(fā)光物質(zhì)粉體顏色為白色。該發(fā)光物質(zhì)的發(fā)射光譜如圖1中實施例3的曲線所示，在350nm波長處具有峰值，發(fā)光強度達到1000 cd/cm2。
[0041]實施例4:
步驟(1):組分按計算工藝原料配比,其中χ=0.3 ；y=0.7 ;z=0。
[0042]基質(zhì)氧化物為熒光級氧化鋁(Al2O3)、氧化鈰(CeO2)。
[0043]基質(zhì)摻雜劑為碳酸鍶(SrC03)。
[0044]步驟(2):將上述組分充分混合均勻，以硼酸和氟化鋰用作助熔劑，并在裝有直徑IOmm瑪瑙球的剛玉球磨罐中混磨40小時，混磨好的氧化物在剛玉坩堝中放進高溫空氣爐中灼燒3.5小時，溫度控制在1450°C。
[0045]步驟(3):灼燒產(chǎn)物經(jīng)過破碎處理后經(jīng)過250目篩，接著進行酸洗處理，配濃度為0.8%的硝酸溶液進行清洗過篩后的產(chǎn)品，直至中性后抽濾、150°C溫度烘干再過150目篩。
[0046]步驟(4):再次將過篩產(chǎn)品裝入剛玉坩堝中，在50%甲烷和50%氮氣混合氣體中灼燒3.5小時，灼燒溫度控制在1300°C，最后的灼燒產(chǎn)品經(jīng)過處理過篩即為成品，所得的發(fā)光物質(zhì)粉體顏色為白色。該發(fā)光物質(zhì)的發(fā)射光譜如圖1中實施例4的曲線所示，在360nm波長左右具有峰值，發(fā)光強度達到1000 cd/cm2。
[0047]實施例5
步驟(1):覽分叛QSr ?.JJe ?.Paa獅。.2) Al n.JJig.16計算工藝原料配比，其中x=0.5 ；y=0.5 ；z=0.5。
[0048]基質(zhì)氧化物為熒光級氧化鋁(Al2O3)、氧化鈰(CeO2)。
[0049]基質(zhì)摻雜劑為氧化鎂(MgO)、碳酸鍶(SrC03)、碳酸鋇(BaCO3)、碳酸鈣(CaCO3)。
[0050]步驟(2):將上述組分充分混合均勻，以SrF2和氟化鋰用作助熔添加劑，并在裝有直徑IOmm瑪瑙球的剛玉球磨罐中混磨35小時，混磨好的氧化物在剛玉坩堝中放進高溫氧化氣氛下灼燒4小時，灼燒溫度控制在1500°C。
[0051]步驟(3) :灼燒產(chǎn)物經(jīng)過破碎處理后過250目篩，接著用濃度為1%的鹽酸溶液進行酸洗處理，酸洗過篩后的產(chǎn)品直至中性，然后抽濾、IlOtlC溫度烘干再過150目篩。
[0052]步驟(4):再次將過篩產(chǎn)品裝入剛玉坩堝中，在氨氣氣氛中灼燒3小時，灼燒溫度控制在1300°C，最后的灼燒產(chǎn)品經(jīng)過處理過篩即為成品。
[0053]實施例6
步驟(1):組分按/Lj7計算工藝原料配比,其中X=0.7 ；y=0.3 ；z=0.8o
[0054]基質(zhì)氧化物為熒光級氧化鋁(Al2O3)、氧化鈰(CeO2)。
[0055]基質(zhì)摻雜劑為氧化鎂(MgO)、碳酸銀(SrCO3)、碳酸鋇(BaCO3)、二氧化娃(SiO2)。
[0056]步驟(2):將上述組分充分混合均勻，以SrF2和硼酸用作助熔添加劑，并在裝有直徑IOmm瑪瑙球的剛玉球磨罐中混磨36小時，混磨好的氧化物在剛玉坩堝中放進高溫氧化氣氛下灼燒4小時，灼燒溫度控制在1500°C。
[0057]步驟(3):灼燒產(chǎn)物經(jīng)過破碎處理后過250目篩，接著用濃度為5%的檸檬酸和鹽酸混合溶液進行酸洗處理，酸洗過篩后的產(chǎn)品直至中性，然后抽濾、120°C溫度烘干再過150目篩。
[0058]步驟(4):再次將過篩產(chǎn)品裝入剛玉坩堝中，在甲烷、丙烷和氮氣混合氣氛中灼燒3小時，灼燒溫度控制在1300°C，最后的灼燒產(chǎn)品經(jīng)過處理過篩即為成品。
[0059]如圖1所示，本發(fā)明合成的材料在紫外波長范圍普遍具有1000 cd/cm2的發(fā)光強度，而如圖2所示，現(xiàn)有技術合成的材料僅有不到800 cd/cm2和800 cd/cm2左右的發(fā)光強度，本發(fā)明合成的材料明顯具有更高的發(fā)光強度。并且因為本發(fā)明不采用Pb、P作為原材料，故而合成的紫外燈用發(fā)光材料對環(huán)境無污染，綠色環(huán)保；并且克服了以Pb、P為原料會使硅酸鹽材料在合成時溫度控制范圍小、不易控制的缺陷，以及合成后的產(chǎn)品在空氣中比較敏感容易潮解的缺點。
[0060]此外，本發(fā)明合成的發(fā)光材料粉體形貌佳、流動性好、穩(wěn)定性好。圖3和圖4比較可以看出，本發(fā)明合成的發(fā)光材料具有更好的形貌，在電鏡下觀察到為球形晶貌，且體積大小也基本保持一致，這使得本發(fā)明合成的材料具有更好的流動性和穩(wěn)定性。而現(xiàn)有技術合成的材料明顯呈不規(guī)則的多角形，大小也參差不齊，形貌較差，流動性和穩(wěn)定性必然也欠佳。
[0061]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種紫外燈用發(fā)光材料的合成方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:(1)根據(jù)化學組分式（My,Cex) Al12-zO19+1/3z計算工藝原料配比，其中:M=S1、Sr、Ba、Ca、Mg 中的一種或幾種,0〈x〈l,0〈y〈l,O ≤z〈l ；(2)按步驟(1)的配比稱取原料，并加助熔添加劑與原料均勻混合，在氧化氣氛爐或空氣爐中進行灼燒，灼燒后得到白色塊狀粉體物質(zhì)；(3)將步驟(2)所得白色塊狀粉體物質(zhì)進行破碎、過篩，隨后用稀酸溶液進行酸洗至中性，之后抽濾烘干粉體，然后將粉體過篩；(4)將烘干過篩后的粉體置于還原氣氛中進行灼燒，最后得到白色粉體，將該白色粉體過篩分級即為成品。
2.根據(jù)權利要求1所述的紫外燈用發(fā)光材料的合成方法，其特征在于，所述步驟(2)中助熔添加劑為BaF2、H3B03、LiCl.LiF, SrF2中的一種或幾種，所述助熔添加劑重量為原料重量的0.5%~5%。
3.根據(jù)權利要 求1所述的紫外燈用發(fā)光材料的合成方法，其特征在于，所述步驟(2)中助熔添加劑與原料的均勻混合時間為30-40小時。
4.根據(jù)權利要求1所述的紫外燈用發(fā)光材料的合成方法，其特征在于，所述步驟(2)中灼燒時間為3飛小時，灼燒溫度控制在1400°C~1600°C。
5.根據(jù)權利要求1所述的紫外燈用發(fā)光材料的合成方法，其特征在于，所述步驟(3)中白色塊狀粉體物質(zhì)過篩為過250目尼龍篩網(wǎng)，中心粒徑控制在5 μ m~ΙΟμπι。
6.根據(jù)權利要求1所述的紫外燈用發(fā)光材料的合成方法，其特征在于，所述步驟(3)中酸洗所用的稀酸溶液為稀的硝酸、鹽酸、檸檬酸中的一種或幾種。
7.根據(jù)權利要求6所述的紫外燈用發(fā)光材料的合成方法，其特征在于，所述步驟(3)中酸洗所用的硝酸溶液濃度控制在ο.ι%~ι%。
8.根據(jù)權利要求1所述的紫外燈用發(fā)光材料的合成方法，其特征在于，所述步驟(3)中烘干粉體的溫度控制在100°C ~150°C。
9.根據(jù)權利要求1所述的紫外燈用發(fā)光材料的合成方法，其特征在于，所述步驟(4)中還原氣氛為氮氣、氫氣、氨氣、甲燒、丙烷中的一種或幾種。
10.根據(jù)權利要求1所述的紫外燈用發(fā)光材料的合成方法，其特征在于，所述步驟(4)中灼燒時間控制在3小時飛小時，灼燒溫度控制在1200°C~1500°C。
【文檔編號】C09K11/80GK103525420SQ201210228849
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2012年7月4日 優(yōu)先權日:2012年7月4日
【發(fā)明者】胡程, 曾慶云, 賈國秀 申請人:常熟市江南熒光材料有限公司