[发明专利]Y2O3∶Eu3+纳米球粉体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Y₂O₃:Eu³⁺纳米球粉体的制备方法，属于无机纳米材料制备工艺技术领域。

背景技术

我国的稀土资源十分丰富，约占世界已探明储量的80％以上，工业储量为世界第一。稀土材料由于其独特的电学、光学及化学性能而在高能磁性器件、发光器件、催化剂及其他功能材料方面有着广泛的应用。在这之中，稀土一直是发光材料的宝库。氧化钇具有良好稳定性及有效能量传递特点，且热导率高，易于实现稀土离子的掺杂，这些优点使其成为一种良好的发光材料基质(固体发光，吉林物理所&中国科学技术大学，1976，p57-p60)。在氧化钇中掺进少量铕，可以作为红色荧光粉和上转换发光及激光材料。Y₂O₃:Eu³⁺材料发光性能优异，发光效率高，广泛应用于光致发光，阴极射线发光及X射线发光领域，如高清晰度电视(HDTV)，阴极射线管(CRT)，等离子显示(PDP)和场致发射显示器(FED)[Junying Zhanget al.Journal of Material Processing Technology，2002，121：265-268]。具有完好球形形貌，尺寸小且分布窄及良好分散性的Y₂O₃:Eu³⁺粒子，由于其拥有较小装载量就能达到较高的装载密度及较低的光散射率，使它应用在阴极射线发光和各类显示器中，在较低电压下就能具有高的亮度和清晰度(Gareth Wakefield et al.Adv.Mater.2001，13，1557-1560)。因此，Y₂O₃:Eu³⁺纳米球发光材料具有许多优点，将有重要潜在应用前景。目前，对具有球形形貌的Y₂O₃:Eu³⁺材料的合成，并对其尺寸和分散性进行调控正成为无机材料制备工艺技术领域一个研究热点。

美国专利US005525259介绍了一种在助熔剂作用下，把氧化钇和氧化铕混合物在高温1288℃保温5小时，经过研磨和筛选工艺，得到平均尺寸为微米级的Y₂O₃:Eu³⁺荧光灯粉。该制备方法虽不是很复杂，但对设备要求较高，耗能大，不易推广应用，而且产物尺寸较大，会增加无辐射跃迁的概率，降低了其发光性能。美国专利US5116560、US5100598、US5116559，这三个专利中分别采用不同酸的铵盐或氨水做沉淀剂，再用草酸进行后续处理的两步沉淀法制备Y₂O₃:Eu³⁺粉体。这些方法缺点主要是工艺比较复杂。中国专利CN1239674中提出了一种采用氨水和碳酸氢铵混合物作为复合沉淀剂，以共沉淀法并随后进行煅烧制备得到了Y₂O₃:Eu³⁺纳米粉体，产品单颗粒尺寸为60～80nm。虽然该制备方法条件比较温和，但制备程序繁琐，所得纳米颗粒形貌不规则，且团聚严重，降低了发光强度。而目前有关Y₂O₃:Eu³⁺纳米球粉体的制备在专利中尚未有报道。