专利名称：一种小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明属于发光材料技术领域，特别涉及一种小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法及其应用。
背景技术：
铝酸盐长余辉发光粉是一种新型环保节能材料，它在吸收太阳光或者灯光的能量后，将部分能量储存起来，然后缓慢地将储存的能量以可见光的形式释放出来，在光源撤除后仍然可以长时间发出可见光。与硫化物发光材料相比，铝酸盐长余辉发光材料具有亮度高、余辉时间长、稳定性和抗老化性能好、不含放射性元素等优点。20世纪90年代国内外都开始了稀土激活的铝酸盐长余辉发光材料工业规模的生产，这种材料逐渐在许多领域如橡 胶、涂料、陶瓷和水泥等行业都得到广泛应用。但是，工业上采用高温固相法生产得到的铝酸盐长余辉发光粉经过球磨之后尺寸一般都在几十个微米以上，尺寸过大，严重影响了其使用的范围和效果。为了扩大铝酸盐长余辉发光材料的使用范围和改善其使用效果，亟需一种能有效调控铝酸盐长余辉发光粉尺寸大小的方法，能以商品化铝酸盐长余辉发光粉为原料，大量处理得到小尺寸的发光粉。目前，国内外关于制备得到纳米铝酸盐长余辉发光材料的报道很少。专利200710099432. 2和专利申请201010154281. 8都公开了制备纳米铝酸锶长余辉发光材料的方法，但是这两种方法存在明显的不足首先，制备的过程繁琐复杂；其次，这两种方法只限于实验室制备少量的小尺寸铝酸盐长余辉发光材料，难以推广到工业化的批量生产；再次，制备得到的发光粉的发光效果远不如商品化的铝酸盐长余辉发光粉的发光效果。目前，通过处理商品化的铝酸盐而制备得到小尺寸的长余辉发光粉的研究还未见报道。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法。本发明的另一目的在于提供上述小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法的应用。本发明的目的通过下述技术方案实现一种小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法，包括以下步骤将铝酸盐长余辉发光粉与有机溶剂按质量比1:5 30混合并充分搅拌，超声分散后得到悬浊液；将上述悬浊液于80 280°C烘烤8 96小时后冷却至室温，离心除去反应残液，取固体，经洗涤后进行真空干燥，得到小尺寸铝酸盐长余辉发光粉；所述的小尺寸铝酸盐长余辉发光粉指的是粒径为I 5 μ m的铝酸盐长余辉发光粉；所述的铝酸盐长余辉发光粉与所述的有机溶剂优选按质量比1:10 20混合；所述的铝酸盐长余辉发光粉优选为碱土正铝酸盐或碱土多铝酸盐中的一种；所述的铝酸盐长余辉发光粉更优选为碱土正铝酸盐；
所述的碱土正铝酸盐的化学通式为MAl2O4 = Eu2+, Re3+ ；M为Ca、Sr或Ba中的一种，优选为Sr ；Re为稀土 ；Eu2+作为激活剂使用；Re3+作为辅助激活剂使用，优选为Dy3+或Nd3+中的一种；Re3+更优选为Dy3+ ；所述的碱土多铝酸盐的化学式为Sr4Al14025:Eu2+，Dy3+ ；Eu2+作为激活剂使用；Dy3+作为辅助激活剂使用；所述的有机溶剂为极性溶剂、非极性溶剂或混合有机溶剂，优选为甲苯、正己烷+乙酸乙酯、乙醇、丙醇、戊醇或己醇中的一种；所述的正己烷+乙酸乙酯优选为正己烷与乙酸乙酯按体积比1:1混合得到；
所述的搅拌的时间优选为I 8小时；更优选为3小时；所述的超声分散的时间优选为10 30分钟；更优选为20分钟；所述的烘烤优选采用以下方法进行将悬浊液放入高压反应釜中，密封后置于烘箱中进行烘烤；所述的高压反应釜优选为以聚四氟乙烯为内衬的高温反应釜；所述的烘烤的条件优选为于160 200°C烘烤12 48小时；所述的洗涤优选为使用无水乙醇进行洗涤；所述的洗涤的次数优选为3 5次；更优选为3次；所述的真空干燥的条件优选为于60°C 80°C真空干燥6 24小时；更优选为于60°C真空干燥12小时。所述的小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法可应用于铝酸盐长余辉发光材料工业规模的生产中。本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果(I)本发明采用不同的有机溶剂和温度，通过溶剂热处理方法，可将50 70 μ m的商品化铝酸盐长余辉发光粉的尺寸调控至I 5μπι，同时保证发光效果几乎不受到影响，拓宽了铝酸盐长余辉发光粉的应用领域，并且改善了发光材料的使用效果。(2)本发明提供的小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法简单，操作方便，具有广阔的工业应用推广前景。
图I是铝酸锶长余辉发光粉的X射线衍射花样图；其中(O)是未经过溶剂热处理的商品化铝酸锶长余辉发光粉的X射线衍射花样图，Ca)是实施例I铝酸锶长余辉发光粉的X射线衍射花样图，(b)是实施例2铝酸锶长余辉发光粉的X射线衍射花样图，(c)是实施例3铝酸锶长余辉发光粉的X射线衍射花样图，(d)是实施例4铝酸锶长余辉发光粉的X射线衍射花样图，Ce)是实施例5铝酸锶长余辉发光粉的X射线衍射花样图，Cf)是实施例6铝酸锶长余辉发光粉的X射线衍射花样图。图2是未经过溶剂热处理的商品化铝酸锶长余辉发光粉的扫描电子显微镜图。图3是经过溶剂热处理得到铝酸锶长余辉发光粉的扫描电子显微镜图，其中a是实施例I铝酸锶长余辉发光粉的扫描电子显微镜图，b为实施例2铝酸锶长余辉发光粉的扫描电子显微镜图，c为实施例3铝酸锶长余辉发光粉的扫描电子显微镜图，d为实施例4铝酸锶长余辉发光粉的扫描电子显微镜图，e为实施例5铝酸锶长余辉发光粉的扫描电子显微镜图，f为实施例6铝酸锶长余辉发光粉的扫描电子显微镜图。图4是铝酸锶长余辉发光粉的激发光谱图，其中(O)为未经过溶剂热处理的商品化铝酸锶长余辉发光粉的激发光谱图，(a)是实施例I铝酸锶长余辉发光粉的激发光谱图，(C)是实施例3铝酸锶长余辉发光粉的激发光谱图。图5是铝酸锶长余辉发光粉的发射光谱图，其中(O)为未经过溶剂热处理的商品化铝酸锶长余辉发光粉的发射光谱图，(a)是实施例I铝酸锶长余辉发光粉的发射光谱图，(C)是实施例3铝酸锶长余辉发光粉的发射光谱图。图6是铝酸锶长余辉发光粉的余辉衰减曲线图，其中(O)为未经过溶剂热处理的商品化铝酸锶长余辉发光粉的余辉衰减曲线图，Ca)是实施例I铝酸锶长余辉发光粉的余辉衰减曲线图，(C)是实施例3铝酸锶长余辉发光粉的余辉衰减曲线图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。实施例I将Ig市售铝酸盐长余辉发光粉SrAl2O4: Eu2+，Dy3+与IOg甲苯混合，持续搅拌3小时后连续超声(型号SCQ-5201，上海声彦超声波仪器有限公司。)20分钟得悬浊液；将上述悬浊液移入以聚四氟乙烯为内衬的高温反应釜内，密封后置于烘箱中，180°C烘烤24小时；取出高温反应釜，冷却至室温，离心除去反应残液，取固体，用无水乙醇洗涤3次，再放入真空干燥箱中60°C干燥12小时，得到小尺寸铝酸锶长余辉发光粉。实施例2将Ig市售铝酸盐长余辉发光粉SrAl2O4 = Eu2+, Dy3+与20g正己烷+乙酸乙酯混合溶剂(正己烷与乙酸乙酯按体积比1:1混合。)混合，持续搅拌3小时后连续超声(型号同例I。)20分钟得悬浊液；将上述悬浊液移入以聚四氟乙烯为内衬的高温反应釜内，密封后置于烘箱中，160°C烘烤12小时；取出高温反应釜，冷却至室温，离心除去反应残液，取固体，用无水乙醇洗涤3次，再放入真空干燥箱中60°C干燥12小时，得到小尺寸铝酸锶长余辉发光粉。实施例3将Ig市售铝酸盐长余辉发光粉SrAl2O4: Eu2+，Dy3+与15g乙醇混合，持续搅拌3小时后连续超声(型号同例I。)20分钟得悬浊液；将上述悬浊液移入以聚四氟乙烯为内衬的高温反应釜内，密封后置于烘箱中，160°C烘烤36小时；取出高温反应釜，冷却至室温，离心除去反应残液，取固体，用无水乙醇洗涤3次，再放入真空干燥箱中60°C干燥12小时，得到小尺寸铝酸锶长余辉发光粉。实施例4将Ig市售铝酸盐长余辉发光粉SrAl2O4: Eu2+，Dy3+与20g丙醇混合，持续搅拌3小时后连续超声(型号同例I。)20分钟得悬浊液；将上述悬浊液移入以聚四氟乙烯为内衬的高温反应釜内，密封后置于烘箱中，160°C烘烤12小时；取出高温反应釜，冷却至室温，离心除去反应残液，取固体，用无水乙醇洗涤3次，再放入真空干燥箱中60°C干燥12小时，得到小尺寸铝酸锶长余辉发光粉。实施例5
将Ig市售铝酸盐长余辉发光粉SrAl2O4: Eu2+，Dy3+与20g戊醇混合，持续搅拌3小时后连续超声(型号同例I。)20分钟得悬浊液；将上述悬浊液移入以聚四氟乙烯为内衬的高温反应釜内，密封后置于烘箱中，160°C烘烤24小时；取出高温反应釜，冷却至室温，离心除去反应残液，取固体，用无水乙醇洗涤3次，再放入真空干燥箱中60°C干燥12小时，得到小尺寸铝酸锶长余辉发光粉。实施例6将Ig市售铝酸盐长余辉发光粉SrAl2O4: Eu2+，Dy3+与20g己醇混合，持续搅拌3小时后连续超声(型号同例I。)20分钟得悬浊液；将上述悬浊液移入以聚四氟乙烯为内衬的高温反应釜内，密封后置于烘箱中，200°C烘烤48小时；取出高温反应釜，冷却至室温，离心除去反应残液，取固体，用无水乙醇洗涤3次，再放入真空干燥箱中60°C干燥12小时，得到小尺寸铝酸锶长余辉发光粉。效果实施例 (I) X射线衍射检测通过对未经过溶剂热处理的商品化铝酸锶长余辉发光粉、实施例I 6制备的铝酸锶长余辉发光粉进行X射线衍射检测，结果如图I所示。从图I可以看出溶剂热处理前后铝酸锶长余辉发光粉的X射线衍射花样没有变化，即产品的物相没
有变化。(2)扫描电子显微镜检测通过对未经过溶剂热处理的商品化铝酸锶长余辉发光粉、实施例I 6制备的铝酸锶长余辉发光粉进行扫描电子显微镜检测，结果如图2、3所示。从图中可以看出商品化铝酸锶长余辉发光粉的粒径为50 70 μ m，经溶剂热处理前后铝酸锶长余辉发光粉的粒径为I 5 μ m。(3)激发光谱检测对未经过溶剂热处理的商品化铝酸锶长余辉发光粉、实施例I和实施例3制备的铝酸锶长余辉发光粉进行激发光谱检测，结果如图4所示。(4)发射光谱检测对未经过溶剂热处理的商品化铝酸锶长余辉发光粉、实施例I和实施例3制备的铝酸锶长余辉发光粉进行发射光谱检测，结果如图5所示。(5)余辉衰减曲线检测对未经过溶剂热处理的商品化铝酸锶长余辉发光粉、实施例I和实施例3制备的铝酸锶长余辉发光粉进行余辉衰减曲线检测，结果如图6所示。从图I 6可以看出，溶剂热处理前后的铝酸锶长余辉发光粉的发光性能没有受到影响。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤将铝酸盐长余辉发光粉与有机溶剂按质量比1:5 30混合并充分搅拌，超声分散后得到悬浊液；将上述悬浊液于80 280°C烘烤8 96小时后冷却至室温，离心除去反应残液，取固体，经洗涤后进行真空干燥，得到小尺寸铝酸盐长余辉发光粉； 所述的小尺寸铝酸盐长余辉发光粉指的是粒径为I 5 y m的铝酸盐长余辉发光粉。
2.根据权利要求I所述的小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法，其特征在于所述的铝酸盐长余辉发光粉为碱土正铝酸盐或碱土多铝酸盐中的一种。
3.根据权利要求2所述的小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法，其特征在于所述的碱土正铝酸盐的化学通式为MAl2O4: Eu2+，Re3+ ;M为Ca、Sr或Ba中的一种；Re为稀土 ；Re3+为Dy3+或Nd3+中的一种。
4.根据权利要求2所述的小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法，其特征在于所述的碱土多铝酸盐的化学式为Sr4Al14O25:Eu2+，Dy3+。
5.根据权利要求I所述的小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为极性溶剂、非极性溶剂或混合有机溶剂。
6.根据权利要求5所述的小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为甲苯、正己烷+乙酸乙酯、乙醇、丙醇、戊醇或己醇中的一种。
7.根据权利要求I所述的小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法，其特征在于所述的搅拌的时间为I 8小时； 所述的超声分散的时间为10 30分钟； 所述的洗涤的溶剂为无水乙醇； 所述的洗涤的次数为3 5次； 所述的烘烤采用以下方法进行将悬浊液放入高压反应釜中，密封后置于烘箱中进行烘烤。
8.根据权利要求I所述的小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法，其特征在于所述的真空干燥的条件为于60 80°C真空干燥6 24小时。
9.权利要求I 8任一项所述的小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法的应用，其特征在于所述的小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法在铝酸盐长余辉发光材料工业规模的生产中得到应用。
全文摘要
本发明公开了一种小尺寸铝酸盐长余辉发光粉的制备方法及其应用。该方法将质量比为1:5～30的商品化铝酸盐长余辉发光粉与有机溶剂混合并充分搅拌，超声分散后得悬浊液；将上述悬浊液进行烘烤后冷却至室温，离心除去反应残夜，所得固体经洗涤后进行真空干燥，得到小尺寸铝酸盐长余辉发光粉。本发明通过溶剂热处理方法，可将50～70μm的商品化铝酸盐长余辉发光粉的尺寸调控至1～5μm，同时保证发光效果几乎不受到影响，拓宽了铝酸盐长余辉发光粉的应用领域，并且改善了发光材料的使用效果。本发明提供的铝酸盐长余辉发光粉的尺寸调控方法简单，操作方便，具有广阔的工业应用推广前景。
文档编号C09K11/64GK102807860SQ20121015729
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者薛志萍, 刘应亮, 邓苏青 申请人:暨南大学