[发明专利]一种超细铈氧硫复合物的制备方法

说明书

一种超细铈氧硫复合物的制备方法，包括：配制铈盐水溶液，弱酸水溶液和含硫沉淀剂水溶液；将弱酸水溶液和含硫沉淀剂水溶液同时加入到铈盐水溶液中，用NaOH溶液调节pH值，恒温磁力搅拌,形成铈盐浆料；将铈盐浆料过滤洗涤，烘干，高温焙烧，球磨至粒径≤100nm，得到超细铈氧硫复合物。该方法条件温和，操作简单，生产成本低，污染少，能耗低，得到的超细铈氧硫复合物，在显示、照明、光电器件等领域具有较高的应用价值。

技术领域

本发明属于纳米材料制造领域，具体涉及一种超细铈氧硫复合物的制备方法。

背景技术

稀土硫氧化物具有六方晶系结构，其化学键呈现为离子键-共价键的混合态。该类材料化学稳定性好，不溶于水，熔点高达2000~2200℃，抗氧化性强，发光效率高，被广泛用作各种发光材料基质，例如，荧光材料，射线发光材料，蓄光材料，上转换材料等。

制备超细稀土硫氧化物的方法包括高温固相法，燃烧法，溶胶-凝胶法，化学共沉淀法，溶剂热法以及乳状液膜法等。这些方法存在工业生产难度大，合成量小，操作工艺复杂，生产成本高的缺陷。因此开发一种能耗低、成本低、附加值高的新产品具有极大的经济价值及社会效益。

高温固相反应法是把合成所需的固体原料按剂量比称取、混合、研磨，然后放人坩埚内，置于炉中加热灼烧（必要时按一定的加热和冷却程序进行热处理，或通入不同的气氛，或抽真空）。灼烧前也可将粉料加压成型后放入坩埚内，再置于炉内加热灼烧，这样既可使固体原料紧密接触加速反应，又可减少粉料在坩埚内所占的体积以增加坩埚的加料量，最后进行粉碎和筛分即得样品。此方法缺点是在1000~1300℃高温下烧结，保温时间较长（3h以上），对设备要求较高，粒子易团聚，需球磨减小粒径，从而使发光体的晶形受到破坏，发光性能下降，粒径分布不均匀，难以获得球形颗粒，易存在杂相。

燃烧法是将稀土硝酸盐与有机燃料在水溶液中混合，通过加热使水分蒸发，当达到着火温度时产生爆炸性反应。由于此反应产生大量的热量足以维持反应的不断进行，这样燃烧产物就是所需的样品。然而在该方法中水在瞬间的反应过程中来不及完全排除，大量的有机物在加热快速分解时会产生大量的氨气，导致环境呈碱性致使产物中会含有“OH^-”，另外产物中有少量杂相。

溶胶-凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。但是该方法反应的原料价格高，且有时较难制得，反应操作也较复杂，周期长。

化学共沉淀法是在含有多种阳离子的溶液中加入沉淀剂，使金属离子完全沉淀。与传统的固相反应法相比，共沉淀法可避免引入对材料性能不利的有害杂质，生成的粉末具有较高的化学均匀性，粒度较细，颗粒尺寸分布较窄且具有一定形貌。但制备过程中易引入杂质，形成的沉淀呈胶体状态导致洗涤和过滤困难，并且制备时需要二次硫化，存在制备周期长的缺点。

溶剂热法是在基质及激活剂的稀土硝酸盐中加入氨水形成凝胶，得到前驱物，进而将前驱物与硫脉、乙二胺加入反应釜中恒温反应数小时。所得产物晶体发育完整、结晶度良好、粒径较小。无需锻烧和研磨，避免了晶粒团聚，减少了发光损失等优点。但其对反应设备要求较高，反应周期较长。

乳状液膜法在形态上模拟了生物膜的结构，在传质上模拟了生物膜的输送功能高效、快速、专一的活性迁移。可以通过载体来完成物质由低浓度区向高浓度区迁移从而达到高倍富集的目的。此过程反应条件温和、选择性好。该过程相当于纯化、反应、浓缩、结晶合并的结果。显然，这是一种高均匀度细粒度的结晶生产方法。但是该方法反应中使用大量有机溶剂，反应周期长。

现有的制备方法中，主要以液相法为主，在溶胶-凝胶法、化学共沉淀、溶剂热法中，制备出的稀土硫氧化物粉体具有纯度高，分散性好等特点，但是存在能耗高，对反应设备要求较高，反应周期较长等问题。

发明内容