[发明专利]氧化铝-稀土磷酸盐核-壳结构荧光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土化合物荧光材料，特别是涉及氧化铝-稀土磷酸盐核-壳结构荧光材料及其制备方法。 

背景技术

由于其物理化学稳定性良好、吸收能力强、转换效率高，发射能力强，稀土荧光材料在光学材料领域具有不可替代的重要地位。在稀土荧光材料中，关于稀土磷酸盐荧光材料LnPO₄（LnPO₄ =LaPO₄: Ce, Tb）的研究具有特别重要的意义。LnPO₄体相材料现已作为性能优良的绿色荧光粉而被广泛应用于发光照明等领域，目前三基色节能灯中所用的绿粉主要都是稀土磷酸盐LnPO₄。我国目前是节能灯用荧光粉的第一生产大国，而稀土矿藏储量有限，如能有效合理地降低稀土磷酸盐绿色荧光粉的生产成本，则将可望为照明工业带来显著的效益。制备核-壳结构材料是近年来合成新型荧光材料所采用的一个重要手段。SiO₂是制备核-壳结构荧光颗粒时常用的材料，如刘桂霞和洪广言等合成得到了SiO_2-Y₂O₃:Eu核-壳结构并在此基础上制备了Y₂O₃: Eu红色荧光粉空球，Liu, G.; Hong, G., Synthesis of SiO₂/Y₂O₃: Eu core-shell materials and hollow spheres, JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY, 2005, 178(5): 1647–1651. Liu, G.; Hong, G.; Dong, X.; Wang, J., Synthesis of Y₂O₃: Eu³⁺ hollow Spheres using silica as templates,  JOURNAL OF RARE EARTHS, 2007,25(4): 407-411.，Yu等采用Pechini溶胶-凝胶法制备了SiO₂-LnPO₄ (Ln=La:Ce,Tb)。Yu, M.; Wang, H.; Lin, C.; Li, G.; Lin, J., Sol-gel synthesis and photoluminescence properties of spherical SiO₂/LaPO₄: Ce³⁺/Tb³⁺ particles with a core-shell structure, NANOTECHNOLOGY, 2006, 17(13): 3245-3252，但采用SiO₂来制备核-壳结构其合成成本仍然较高，本发明采用更为廉价的α-Al₂O₃工业产品直接作为内部核层，同时采用易于操作的均相沉淀法在其表面一次性包覆较厚的LnPO₄核层，从而得到核-壳结构荧光颗粒材料，因为内层不含有价格昂贵的稀土元素，且α-Al₂O₃本身价格低廉，故总体合成成本可以被有效地降低。此方法制备简单，成本低廉，易于操作，适合工业化规模生产，对于发光照明产业极具应用价值。 

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的稀土磷酸盐绿色荧光粉材料生产成本昂贵的缺点，提出一种制备简单、成本低廉、易于操作、适合工业化规模生产的氧化铝-稀土磷酸盐核-壳结构荧光颗粒材料的制备方法。 

本发明所提供的氧化铝-稀土磷酸盐核-壳结构的荧光颗粒材料，核层为不发光的煅烧α-Al₂O₃工业产品，壳层为发绿光的LnPO₄荧光材料，LnPO₄=LaPO₄:Ce,Tb；所述内核和核-壳结构颗粒的尺寸为：内核大小为2~5μm；核-壳结构颗粒的厚度为7~12μm，所述外壳材料中La:Ce:Tb的摩尔比为0.60:0.27:0.13～0.55:0.30:0.15；所述Al₂O₃:LnPO₄的摩尔比为1:0.2～1:6。