[发明专利]制备球状LaVO4:Eu3+红色荧光粉的葡萄糖辅助水热法

说明书

技术领域

本发明属于以钒酸镧为基质的无机荧光粉制备技术领域，尤其涉及一种制备球状LaVO₄:Eu³⁺红色荧光粉的葡萄糖辅助水热法。

背景技术

钒酸盐发光材料是一种典型的基质敏化发光材料。钒酸盐基质在紫外区有较强的吸收并将能量有效的传递给激活离子，能发出激活离子的特征光谱。最早研究的是YVO₄以及稀土掺杂YVO₄。二十世纪六十年代，一种红色辐射新型发光材料——铕激活的钒酸钇(YVO₄:Eu)代替非稀土红色荧光粉，亮度能提高40％。近年来，LaVO₄为基质的荧光粉的合成和性能的研究也得到了发展，这些荧光粉在真空紫外照射下具有稳定的发光效率，是一种前景广阔的大屏幕发光粉体材料。

目前，相关LaVO₄微/纳米材料的合成方法主要有三类：一类是固相法合成晶相较好的晶体，但其尺寸和形貌控制困难，且需消耗更多的能源（原料和电力）；二是不用任何模板剂的液相合成，溶液中OH-（NaOH、NH₃·H₂O或尿素）调节晶核的生长，其产物的颗粒尺寸和形貌仍然缺乏控制，而且难以提高其量子效率；三是以模板剂（EDTA，SDS，CTAB等）辅助的水热或溶剂法合成颗粒状、棒状、纤维状、方块状等规整形貌的掺杂LaVO₄晶体，产品表现出较好的荧光效率。

温和的水热法在合成分散性好、形貌规整、尺寸均匀且晶化程度高的钒酸镧晶体中具有诱人的灵活性和应用性。进一步发展辅助水热技术有助于制备晶格完善、形貌规整和荧光效率高的三基色发光材料。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种原料简单、操作容易、工艺可控、产品质量好的制备球状LaVO₄:Eu³⁺红色荧光粉的葡萄糖辅助水热法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：制备球状LaVO₄:Eu³⁺红色荧光粉的葡萄糖辅助水热法，采用葡萄糖为模板剂，以浓硝酸溶解氧化镧、氧化铕为稀土金属源和偏钒酸钠为钒源。

上述葡萄糖辅助水热法，包括以下步骤：按照摩尔比(1-x):x分别称量La₂O₃和Eu₂O₃混合并控制总物质的量为1mmol，其中x=0.01～0.12mmol；再用5-7mL浓硝酸溶解上述混合物并蒸发多余硝酸，冷却后加入50mL去离子水搅拌形成稀土硝酸盐溶液；然后加入0.5～3.0g葡萄糖后磁力搅拌溶解，在搅拌的过程下逐步加入2mmol的NaVO₃粉末，再用3.2mol·L^-1的氢氧化钠溶液调节溶液pH至1～14，磁力搅拌1h后将所得悬浮液转移至100mL内衬为聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，加水至反应釜容量的80%，密封，反应物在110～190℃恒温电热烘箱中进行水热反应4～36h，取出自然冷却至室温；将所得水热产物过滤，用去离子水和无水乙醇各洗涤3次，于80℃下真空干燥6h，即得。

葡萄糖加入量为0.5g。

pH调节至10。

水热反应温度为180℃。

水热反应时间为24h。

针对掺杂LaVO₄晶体制备技术存在的问题，发明人首次采用葡萄糖为模板剂，以浓硝酸溶解氧化镧、氧化铕为稀土金属源和偏钒酸钠为钒源，经辅助水热法制得了球状LaVO₄:Eu³⁺红色荧光粉。经X-粉末衍射（XRD，D8Adanvce）、扫描电子显微镜（Quanta250）、荧光光谱仪（Hitachi F-2500）检测目标产物的物相结构、表面形貌和荧光性能，结果显示，应用本发明所得LaVO₄:Eu³⁺产品为球形粒子，粒径为0.2-2.5μm，具有四方锆石相结构和良好的红光发射性能。其中，葡萄糖在形成球状形貌的粒子中扮演了重要作用，通过改变初始pH、水热反应时间和温度、Eu含量以及葡萄糖含量，可获得直径不同的球状LaVO₄:Eu³⁺红色荧光粉。本发明原料简单、操作容易，产品纯度高、颗粒规整、分布均匀，且产品颗粒形貌和物相结构可控，所得球状掺铕钒酸镧晶体在PDP、LED、光催化和发光陶瓷等领域具有优良的应用前景。

附图说明