一种稀土钒酸盐LaVO4:Eu红色荧光粉的制备方法

摘要

本发明公开了一种稀土钒酸盐LaVO4:Eu红色荧光粉的制备方法。按摩尔比称取La2O3、Eu2O3；用浓硝酸将上述两种氧化物溶解并用去离子水稀释；称取2倍于稀土氧化物摩尔数的NH4VO3配成稀溶液加入到稀土溶液中，得到黄色澄清溶液；然后加入摩尔数为稀土原子0.75倍的柠檬酸作为络合剂；通过硝酸和氨水调节混合溶液的pH值为5～7；经搅拌后，将获得的乳状液倒入到聚四氟乙烯反应釜，置于微波炉中，微波辐照8～10min；然后将获得的悬浊液经高速离心后倒去上层清液，将沉淀物洗涤烘干后得到红色荧光粉LaVO4:Eu。操作简便、合成快速；所得的粉体具有纯度高、结晶好、粒度均匀、发光稳定的特点。

说明书

技术领域

本发明涉及无机发光材料制备方法，特别是涉及一种稀土钒酸盐LaVO₄:Eu红色荧光粉的制备方法。

背景技术

稀土钒酸盐发光粉体是一种重要的发光基质。上世纪60年代，Levine率先研制出钒酸盐红色发光粉-铕激活的钒酸钇YVO4:Eu，用以代替非稀土红色荧光粉，并使亮度提高了40％。目前，钒酸盐发光材料在等离子显示(PDP)、高压汞灯中得到广泛应用。而且，其在真空紫外照射下也具有稳定的发光效率，是一种很有应用前景的大屏幕发光粉体材料。

目前，工业上多采用固相反应来制备稀土钒酸盐发光粉体。用这种方法制备的粉体粒径较大，需球磨。但球磨工艺将使颗粒晶形遭到破坏，对荧光粉的发光性能有不利影响，并且容易引入杂质。为解决这些问题，需对钒酸盐发光粉体的制备方法进行更多的研究和改进。

微波水热法是近几年才在国际上开展研究的一种微细粉体制备新方法，与常规方法相比，具有反应温度低，反应时间短的优点，能制备出结晶完好、粒径分布均匀的粉体。因此，用微波水热法制备稀土钒酸盐发光粉体是一种创新。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土钒酸盐LaVO₄:Eu红色荧光粉的制备方法。该方法以稀土氧化物La₂O₃、Eu₂O₃和硝酸(HNO₃)、偏钒酸胺(NH₄VO₃)为主要原料，采用微波炉为设备快速合成了LaVO₄:Eu粉体。

本发明采用的技术方案是：

本发明按摩尔比(1-x)∶x称取La₂O₃、Eu₂O₃，其中：x＝0.03～0.05；用摩尔数为3倍于稀土原子La和Eu的浓硝酸将上述两种氧化物溶解生成稀土硝酸盐，并用10倍体积的去离子水稀释；称取2倍于稀土氧化物摩尔数的NH₄VO₃配成稀溶液，将NH₄VO₃溶液加入到在磁力搅拌下的稀土溶液中，得到黄色澄清溶液；然后加入摩尔数为稀土原子0.75倍的柠檬酸作为络合剂；通过硝酸和氨水的配合使用来调节混合溶液的PH值，控制PH值为5～7；经搅拌后，将获得的乳状液倒入到聚四氟乙烯反应釜中，加入去离子水使溶液体积达到反应釜容积的80％；密封后，将反应釜置于微波炉中，调节功率为中档，微波辐照8～10min；然后将获得的悬浊液经高速离心后倒去上层清液，将沉淀物用去离子水冲洗，再用无水乙醇洗涤后烘干，得到红色荧光粉LaVO₄:Eu。

本发明具有的有益效果是：

1.合成速度快。微波水热法与传统加热方法相比，被加热物质是整体从内部同时发热，升温速度快，从而显著缩短制备时间，降低能耗。

2.改进了所制备粉体的结构与性能。由于微波加热速度快，避免了制备过程中晶粒的异常长大，能够在短时间内合成纯度高、粒径细、粒度分布均匀的LaVO₄:Eu粉体材料。

附图说明

图1是制备的红色荧光粉LaVO₄:Eu的XRD谱图。

图2是制备的LaVO₄:Eu粉体的荧光发射光谱图。

图3是制备的LaVO₄:Eu粉体的SEM照片。

具体实施方式

本发明选用纯度均为分析纯的稀土氧化物La₂O₃、Eu₂O₃以及硝酸(HNO₃)、偏钒酸胺(NH₄VO₃)等为原料，采用微波炉为设备快速合成了LaVO₄:Eu粉体；合成方式为微波水热合成，微波炉型号为Panasonic NN-GD587S。

实施例1：

将0.97mol的La₂O₃、0.03mol的Eu₂O₃用3mol的浓硝酸溶解生成稀土硝酸盐，并用去离子水稀释；称取2mol的NH₄VO₃配成稀溶液，将NH₄VO₃溶液缓慢加入到在磁力搅拌下的稀土溶液中，得到黄色澄清溶液；然后加入1.5摩尔数的柠檬酸作为络合剂；通过稀硝酸和氨水的配合使将混合溶液的PH值调节为5；经充分搅拌后，将获得的乳状液倒入聚四氟乙烯反应釜中，加入去离子水，使溶液体积达到反应釜容量的80％(约为800ml)；密封后，将反应釜置于微波炉中，调节功率为中档，微波辐照8min；然后将获得的悬浊液经高速离心后倒去上层清液，将沉淀物用去离子水冲洗两遍，再用无水乙醇洗涤后烘干，得到红色荧光粉LaVO₃:Eu。

图1是制备的红色荧光粉LaVO₄:Eu的XRD谱图；图2是制备的LaVO₄:Eu粉体的荧光发射光谱图；图3是制备的LaVO₄:Eu粉体的SEM照片。

实施例2：

将0.96mol的La₂O₃、0.04mol的Eu₂O₃用3mol的浓硝酸溶解生成稀土硝酸盐，并用去离子水稀释；称取2mol的NH₄VO₃配成稀溶液，将NH₄VO₃溶液缓慢加入到在磁力搅拌下的稀土溶液中，得到黄色澄清溶液；然后加入1.5摩尔数的柠檬酸作为络合剂；通过稀硝酸和氨水的配合使将混合溶液的PH值调节为6；经充分搅拌后，将获得的乳状液倒入聚四氟乙烯反应釜中，加入去离子水，使溶液体积达到反应釜容量的80％(约为800ml)；密封后，将反应釜置于微波炉中，调节功率为中档，微波辐照9min；然后将获得的悬浊液经高速离心后倒去上层清液，将沉淀物用去离子水冲洗两遍，再用无水乙醇洗涤后烘干，得到红色荧光粉LaVO₃:Eu。

实施例3：

将0.95mol的La₂O₃、0.05mol的Eu₂O₃用3mol的浓硝酸溶解生成稀土硝酸盐，并用去离子水稀释；称取2mol的NH₄VO₃配成稀溶液，将NH₄VO₃溶液缓慢加入到在磁力搅拌下的稀土溶液中，得到黄色澄清溶液；然后加入1.5摩尔数的柠檬酸作为络合剂；通过稀硝酸和氨水的配合使将混合溶液的PH值调节为7；经充分搅拌后，将获得的乳状液倒入聚四氟乙烯反应釜中，加入去离子水，使溶液体积达到反应釜容量的80％(约为800ml)；密封后，将反应釜置于微波炉中，调节功率为中档，微波辐照10min；然后将获得的悬浊液经高速离心后倒去上层清液，将沉淀物用去离子水冲洗两遍，再用无水乙醇洗涤后烘干，得到红色荧光粉LaVO₃:Eu。

实施例2和实施例3中的XRD谱图和荧光发射光谱图与实施例1相同。