基質(zhì)紅色熒光粉及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型Si02/CaC03基質(zhì)紅色熒光粉及其制備方法，屬于發(fā)光技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及日常生活中產(chǎn)品的更新?lián)Q代，稀土熒光粉應(yīng)用的范圍也越來(lái)越廣，對(duì)稀土熒光粉的要求也越來(lái)越高。開(kāi)發(fā)不同基質(zhì)和激活劑的新型熒光粉備受人們關(guān)注。稀土熒光粉主要應(yīng)用在塑料、涂料、纖維、橡膠等幾個(gè)方面作為裝飾材料或者標(biāo)志材料等，并且多以稀土有機(jī)配合物為激活劑，以無(wú)機(jī)稀土離子為激活劑的主要有CaC03基質(zhì)、Si02基質(zhì)等。碳酸鈣作為高分子材料的重要填料，不僅能降低高分子的添加量，同時(shí)也能補(bǔ)強(qiáng)材料的性能。因此，碳酸鈣基質(zhì)熒光粉已成為高分子發(fā)光材料中的重要無(wú)機(jī)熒光粉。相對(duì)于其它發(fā)光材料，稀土摻雜碳酸鈣不僅具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，熒光壽命長(zhǎng)，余輝時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，它還具有一些其它材料所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì):一是可以通過(guò)一個(gè)很簡(jiǎn)單的方法把稀土離子引入到反應(yīng)物中制備出CaC03:RE3+; 二是其它濕化學(xué)法制備的熒光粉的前體大部分是無(wú)定型的，都需要較高溫度的煅燒后才能發(fā)光，而以碳酸鈣為基質(zhì)則不需要煅燒，大大降低了成本且更加節(jié)能環(huán)保;三是碳酸鈣的工業(yè)制備已經(jīng)很完善，為發(fā)光材料的大批量合成做好了準(zhǔn)備。
[0003]對(duì)于碳酸鈣基質(zhì)熒光粉，今年來(lái)已有部分研究，其中，康明等人使用液相共沉淀法制備了 CaC03:Eu3+紅色熒光粉(中國(guó)發(fā)明專利CN101643643B)，使用高溫固相法以Li+為電荷補(bǔ)償劑制備了 CaC03:Eu3+，Li+紅色熒光粉(中國(guó)發(fā)明專利CN100432183C)。
[0004]但由于碳酸鈣表面親水疏油，與有機(jī)高聚物的親和性差，作為填料在高分子基體中分散不均勻，易造成兩復(fù)合材料之間的界面缺陷，在應(yīng)用時(shí)一般都需對(duì)其進(jìn)行表面有機(jī)改性處理。通常情況下有機(jī)改性劑主要以物理作用力(范德華力、氫鍵、靜電力)的形式包覆在CaC03粒子表面的低活性官能團(tuán)上，這樣的包覆是不穩(wěn)定的，并且這種熒光粉發(fā)光強(qiáng)度控制困難，使用環(huán)境并不靈活。因此，本實(shí)驗(yàn)期望通過(guò)制備出稀土摻雜Si02/CaC03復(fù)合熒光粒子，這樣既能利用Si02粒子表面具有的高活性硅羥基官能團(tuán)增強(qiáng)無(wú)機(jī)填料與高分子體系的結(jié)合力，又可通過(guò)控制Si02的加入量來(lái)控制稀土摻雜Si02/CaC03復(fù)合熒光粒子的發(fā)光強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種新型Si02/CaC03基質(zhì)紅色熒光粉及其制備方法，該熒光粉的化學(xué)表達(dá)式為(Si02)x /CaC03:Eu3+，其中Ca2+: Eu3+摩爾比為100:2，x為Si02與CaC03的摩爾比值，0.02<χ<0.50。
[0006]本發(fā)明還提供一種新型Si02/CaC03基質(zhì)紅色熒光粉的制備方法，具體包括如下兩個(gè)步驟:
(1)以固體Eu (N03) 3、Na2 S i 03為原料，分別配制一定濃度的Eu (N03) 3溶液和Na2 S i 03溶液，并按照化學(xué)通式(Si02)x /CaC03:Eu3+中Si02與CaC03的摩爾比確定Eu(N03)3、Na2Si03溶液的體積；
(2)以固體CaO為原料制備一定濃度的石灰水漿液，向其中通入C02氣體，同時(shí)逐滴加入步驟(1)所配制的一定體積的Eu(N03)3溶液，滴加完畢后，在控制反應(yīng)溫度的條件下，再逐滴加入步驟(1)所配制的一定體積的Na2Si03溶液，反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)陳化、抽濾、洗滌、干燥后即得到(Si02)x /CaC03:Eu3+基質(zhì)紅色熒光粉。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
(1)本發(fā)明中Si02/CaC03基質(zhì)紅色熒光粉，采用碳化法將碳酸鈣基稀土熒光粉的制備和二氧化硅復(fù)合改性工藝融為一體，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)工藝流程；
(2)本發(fā)明中Si02/CaC03基質(zhì)紅色熒光粉通過(guò)控制Si02的加入量使其發(fā)光強(qiáng)度的可控性增強(qiáng)；
(3)本發(fā)明中Si02/CaC03基質(zhì)紅色熒光粉在高分子材料中具有廣泛適用性，不僅具有熒光功能性，還能增強(qiáng)無(wú)機(jī)填料與高分子體系的結(jié)合力從而能更好地提高材料的力學(xué)性會(huì)泛。
【具體實(shí)施方式】
[0008]本發(fā)明可結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1
按照化學(xué)通式(Si02)Q.08 /CaC03:Eu3+，稱取Na2Si03.9H20質(zhì)量35.0Og，在250ml容量瓶中配制Na2Si03溶液濃度為60.00g/L;稱取Eu(N03)3.6H20質(zhì)量4.46g，在100ml容量瓶中配制Eu(N03)3溶液濃度為0.lOmol/L;稱取CaO質(zhì)量5.60g，在燒杯中配制石灰水漿液濃度為10%。首先把石灰水裝入250ml三口燒瓶中，把Eu(N03)3溶液、Na2Si03溶液分別裝入滴液漏斗中；然后向三口燒瓶中通入C02氣體，同時(shí)逐滴加入Eu(N03)3溶液20ml，滴加完畢后，加熱反應(yīng)，在控制反應(yīng)溫度在80°C左右時(shí)，再逐滴加入Na2Si03溶液17ml，滴加完畢后，測(cè)定溶液pH，當(dāng)體系PH=7左右時(shí)，停止通入⑶2氣體，結(jié)束反應(yīng)，得到沉淀產(chǎn)物。將沉淀產(chǎn)物經(jīng)過(guò)室溫下陳化2h，再抽濾、洗滌、干燥后即得到(Si02)Q.Q8/Ca⑶3:Eu3+紅色熒光粉。通過(guò)熒光光譜測(cè)試，該熒光粉在被波長(zhǎng)為250?470nm光源激發(fā)時(shí)，產(chǎn)生發(fā)射波長(zhǎng)614nm的紅色熒光。
[0009]實(shí)施例2
按照化學(xué)通式(Si02)0.42 /CaC03:Eu3+，稱取Na2Si03.9H20質(zhì)量35.00g，在250ml容量瓶中配制Na2Si03溶液濃度為60.00g/L;稱取Eu(N03)3.6H20質(zhì)量4.46g，在100ml容量瓶中配制Eu(N03)3溶液濃度為0.lOmol/L;稱取CaO質(zhì)量5.60g，在燒杯中配制石灰水漿液濃度為10%。首先把石灰水裝入250ml三口燒瓶中，把Eu(N03)3溶液、Na2Si03溶液分別裝入滴液漏斗中；然后向三口燒瓶中通入C02氣體，同時(shí)逐滴加入Eu(N03)3溶液20ml，滴加完畢后，加熱反應(yīng)，在控制反應(yīng)溫度在80°C左右時(shí)，再逐滴加入Na2Si03溶液89ml，滴加完畢后，測(cè)定溶液pH，當(dāng)體系PH=7左右時(shí)，停止通入⑶2氣體，結(jié)束反應(yīng)，得到沉淀產(chǎn)物。將沉淀產(chǎn)物經(jīng)過(guò)室溫下陳化2h，再抽濾、洗滌、干燥后即得到(Si02)Q.42/Ca⑶3:Eu3+紅色熒光粉。通過(guò)熒光光譜測(cè)試，該熒光粉在被波長(zhǎng)為250?470nm光源激發(fā)時(shí)，產(chǎn)生發(fā)射波長(zhǎng)614nm的紅色熒光。
[0010]實(shí)施例3
按照化學(xué)通式(S12)0.25 /CaC03:Eu3+，稱取Na2Si03.9H20質(zhì)量 11.67g，在250ml容量瓶中配制Na2Si03溶液濃度為20.00g/L;稱取Eu(N03)3.6H20質(zhì)量4.46g，在100ml容量瓶中配制Eu(N03)3溶液濃度為0.lOmol/L;稱取CaO質(zhì)量5.60g，在燒杯中配制石灰水漿液濃度為10%。首先把石灰水裝入500ml三口燒瓶中，把Eu(N03)3溶液、Na2Si03溶液分別裝入滴液漏斗中；然后向三口燒瓶中通入C02氣體，同時(shí)逐滴加入Eu(N03)3溶液20ml，滴加完畢后，加熱反應(yīng)，在控制反應(yīng)溫度在80°C左右時(shí)，再逐滴加入Na2Si03溶液159ml，滴加完畢后，測(cè)定溶液pH，當(dāng)體系PH=7左右時(shí)，停止通入⑶2氣體，結(jié)束反應(yīng)，得到沉淀產(chǎn)物。將沉淀產(chǎn)物經(jīng)過(guò)室溫下陳化2h，再抽濾、洗滌、干燥后即得到(Si02)Q.25/Ca⑶3:Eu3+紅色熒光粉。通過(guò)熒光光譜測(cè)試，該熒光粉在被波長(zhǎng)為250?470nm光源激發(fā)時(shí)，產(chǎn)生發(fā)射波長(zhǎng)614nm的紅色熒光。
[0011]實(shí)施例4
按照化學(xué)通式(Si02)Q.25 /CaC03:Eu3+，稱取Na2Si03.9H20質(zhì)量52.50g，在250ml容量瓶中配制Na2Si03溶液濃度為90.00g/L;稱取Eu(N03)3.6H20質(zhì)量4.46g，在100ml容量瓶中配制Eu(N03)3溶液濃度為0