[发明专利]超细铝酸盐荧光粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝酸盐荧光粉的制备方法，属于荧光粉制备的技术领域。

背景技术

铝酸盐荧光粉由于化学稳定性高，发光性能优良，而广泛在荧光灯、PDP等照片和显示器件中应用。铝酸盐类荧光粉一般采用高温固相反应法来制备，如美国专利US5989455、US5868963、中国专利CN1381547A中制备铝酸盐绿色荧光粉的方法是将氧化铝、碳酸钡、碳酸锰、碳酸锶、氧化镁等原料和适量助熔剂混合，然后在氮/氢弱还原性气氛中1200～1600℃的温度下灼烧，而后将灼烧产物进行球磨分散、水洗、干燥、过筛。在烧制过程中需加入硼酸等助熔剂，虽然可以降低合成温度，但也使荧光粉严重烧结，必须通过球磨分散等方法降低荧光粉粒径，而导致荧光粉颗粒表面损伤，使得荧光粉性能大幅度下降。

中国专利ZL200510038369.2公布了一种使用共沉淀法制备铝酸盐荧光粉的方法，解决了共沉淀法合成铝酸盐基质荧光粉时Al³⁺容易以形成Al(OH)₃凝胶沉淀的问题，可以获得粒径小于3μm的铝酸盐荧光粉。

但经进一步研究发现，该方法给出的范围过于宽泛，容易残留少部分Al(OH)₃凝胶沉淀，导致高温煅烧后可能会残余少量粗颗粒，而且对含Ba离子的荧光粉体系存在沉淀不完全的现象，往往需要多加Ba，得到的荧光粉性能也不稳定。

发明内容

技术问题：本发明提出一种超细铝酸盐荧光粉的制备方法，用改进的共沉淀法制备铝酸盐荧光粉，工艺简单、易于放大、制备出的荧光粉体中心粒径小于3μm，颗粒外形呈六角片状，大小分布均匀，无粗颗粒。制备出的荧光粉发光性能优越，无需球磨即可作为等离子显示器(PDP)、三基色荧光粉或蓄光型荧光材料等使用。

技术方案：本发明提出的铝酸盐荧光粉的制备方法，包括以下几个步骤：

1)按铝酸盐荧光粉的化学组成，分别称取所相应的金属的硝酸盐、碳酸盐、乙酸盐或氧化物原料，溶解于去离子水中，并加硝酸或盐酸配制成金属离子混合溶液，使其中Al离子的浓度为0.3～3.5mol/L，控制pH值在1～3之间；

2)配制碳酸氢铵溶液，浓度1～3mol/L，用氨水将pH值调节为8～10之间；

3)在碳酸氢铵溶液中加入添加剂，加入量为所称取的铝盐的0.2～5％mol；

4)将碳酸氢铵溶液加热至20～40℃，将金属离子混合溶液加入碳酸氢铵和添加剂混合溶液，同时进行搅拌，通过加入氨水保持沉淀体系的pH值为8～10之间；

5)所有金属离子混合溶液加完后，继续搅拌陈化；

7)停止搅拌，静置或离心沉淀，倒掉上清液，将沉淀物用去离子水或酒精洗涤1～3遍，脱水，烘干，得到蓬松粉末；

8)将干燥后的粉末在1000至1600℃的温度下灼烧至少一次0.5～10小时；

9)将灼烧产物去离子水洗涤至中性，脱水后烘干，过400目筛后即可得所需荧光粉。

该方法是使用共沉淀法制备铝酸盐类荧光粉，而且在共沉淀时，Al以碳酸铝铵或其水合物形式沉淀。沉淀反应温度在20～40℃之间。

在沉淀反应过程中加入的添加剂为氟化铵或氟化氢铵中的至少一种。

金属离子混合溶液的pH值在1～3之间。

在配制碳酸氢铵溶液时，在碳酸氢铵溶液中溶解入完全生成BaSO₄所需数量的硫酸铵；制备含Ba元素的铝酸盐荧光粉。

陈化时间在1～3小时之间；

将干燥后的粉末在1000至1600℃的温度下灼烧时，如果为Eu²⁺、Mn²⁺或Tb³⁺等激活的荧光粉，需要在还原性气氛下灼烧；制备含Ba的荧光粉时需要在1300℃以上煅烧至少1小时以上，以彻底去除硫酸根残余。

有益效果：本发明的优点是：(1)工艺稳定，各种金属离子沉淀完全，制备出的荧光粉化学计量比准确，发光性能优越；(2)制备工艺简单、周期短；(3)制备出的铝酸盐荧光粉颗粒细小，中心粒径＜3μm，分布窄，无粗颗粒残留，不需球磨即可应用；(3)荧光粉合成温度显著降低，节省能耗。

具体实施方式

1，按所要制备的铝酸盐荧光粉的化学组成，分别称取所相应的金属的硝酸盐、碳酸盐、乙酸盐或氧化物原料，溶解于去离子水中，并加硝酸或盐酸配制成所需的金属离子混合溶液，使其中Al离子的浓度为0.3～3.5mol/L，pH值为1～3；