一种MF@LaPO4:Eu核壳结构荧光粉的制备方法与流程

本发明涉及一种MF@LaPO4:Eu核壳结构荧光粉的制备方法，属于无机发光材料领域。
背景技术：
：稀土磷酸盐由于具有优异的物理化学性质，可广泛应用于照明设备、显示设备、上转换材料、催化剂以及生物荧光标记等。磷酸镧(LaPO4)的熔点高、化学稳定性好、折射率高以及量子产率高，常被用作掺杂其它稀土离子的基质材料。但随着显示技术的不断进步与发展，人们对显示器分辨率的要求也不断提高，因而优质高效荧光粉的制备技术越来越重要。理想的荧光粉粒子应具备完美的球形形貌、窄的尺寸分布(0.5～2μm)以及良好的分散性。近年来，将材料制备成核壳结构是合成高性能荧光粉所采用的重要手段。核壳结构材料是由中心的核和包覆在外部的壳通过键合作用相互连接而成。内部的核起着模板的作用，并且控制着微球的形貌及大小。常用的模板包括二氧化硅球、碳球、三聚氰胺甲醛树脂(MF)、气泡等。在众多模板中，三聚氰胺甲醛树脂具有其它模板无法比拟的优点。首先，三聚氰胺甲醛树脂是由三聚氰胺与甲醛经缩聚反应而成的一种氨基树脂，其分子末端含有-NH2、-NH、-OH等基团，在水溶液中通过的电离作用，表面会带有正电荷，从而有利于包覆材料的沉积及核壳结构的构建。其次，MF球的尺寸分布均匀，粒径可调，可根据需要合成不同粒径的核壳结构。并且，与昂贵的稀土原材料相比，MF的制备相对廉价，可以节约制备成本。目前，合成核壳结构的方法主要有水热法、溶胶-凝胶法以及高温固相法等。但这些方法步骤都相对繁琐，条件相对苛刻，生成物不均匀。所以寻找操作简单、反应温度低、产物形状规则、生产成本低的制备方法特别重要。发明目的和内容本发明的主要目的在于克服目前制备磷酸镧荧光粉中存在的操作繁琐、条件苛刻、颗粒不均匀、生产成本高等技术难题。提供一种操作简单、反应温度低、生成成本低的制备MF@LaPO4:Eu核壳结构荧光粉的方法，以合成形貌均一、粒径分布均匀的荧光粉。本发明的目的可以由以下技术方案实现：1.制备MF球将9.8g甲醛溶液溶于200mL水中，置于80℃水浴中，加入2.5g三聚氰胺搅拌至固体完全溶解，加入甲酸溶液调节pH，继续搅拌20min，将产物水洗并干燥，得到MF球粉体。2.制备MF@LaPO4:Eu核壳结构荧光粉将0.24g的磷酸二氢钠溶于40mL水中，用NaOH溶液调节其pH值在6～13，再将MF粉体超声分散于此溶液中，形成悬浮液，在磁力搅拌下，将40mL硝酸镧和硝酸铕的水溶液滴加到悬浮液中；将上述得到的混合液用聚氯乙烯薄膜密封，进行水浴反应；反应结束后，将反应产物冷却至室温，然后离心、洗涤并干燥，得到MF@LaPO4:Eu核壳结构荧光粉；本发明的制备MF球的步骤1中，甲醛溶液的质量百分数为37％；磁力搅拌转速为40r/min；甲酸溶液的加入量为3滴。本发明的制备MF@LaPO4:Eu核壳结构荧光粉的步骤2中，NaOH溶液为2mol/L；MF球加入量为0.3g，平均粒径约为1.7μm，超声分散15min；磁力搅拌转速为40r/min；水浴反应温度为50～90℃，水浴反应时间为0.5～6h；六水硝酸镧0.8054～0.8574g，硝酸铕的加入量为0.0474～0.0068g。本发明与现有技术相比，具有以下技术优点：(1)原料无污染，绿色环保，操作简单易控制，实验周期短，反应温度低，对设备要求低。(2)制备的产品为核壳结构，形貌均一，稳定性好，粒径分布均匀，发光性能好。(3)节省了昂贵的稀土原料，经济划算，适于大规模产业化生产。附图说明图1为本发明实施例所用MF球的扫描电镜照片。图2为依照本发明实施例制备的MF@LaPO4:Eu核壳结构荧光粉的扫描电镜照片。图3为本发明实施例所用MF球和依照本发明实施例制备的MF@LaPO4:Eu核壳结构荧光粉的XRD图谱，其中a-的曲线，b-MF@LaPO4:Eu核壳结构荧光粉的曲线。图4为本发明实施例合成的MF@LaPO4:Eu核壳结构荧光粉的发射光谱。具体实施方式下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。实施例1：制备步骤如下：1.制备MF球将9.8g质量百分数为37％的甲醛溶液溶于200mL水中，置于80℃水浴中，加入2.5g三聚氰胺搅拌至固体完全溶解，加入3滴甲酸溶液，以40r/min的搅拌速率继续搅拌20min，将产物水洗并干燥，得到MF球粉体。2.制备MF@LaPO4:Eu核壳结构荧光粉将0.24g的磷酸二氢钠溶于40mL水中，用2mol/L的NaOH溶液调节其pH值为8，将0.3gMF粉体超声分散于此溶液中，形成悬浮液，在40r/min的搅拌速率下搅拌，将含有0.8228g硝酸镧和0.0338g硝酸铕的40mL水溶液滴加到悬浮液中；将上述得到的混合液用聚氯乙烯薄膜密封，置于70℃水浴中，反应2h；反应结束后，将反应产物冷却至室温，然后离心、洗涤并干燥，得到MF@LaPO4:Eu核壳结构荧光粉；图1为本实施例合成的MF样品的扫描电镜照片，形貌为直径约为1.7μm的球形体，表面光滑，分散性好。图2为本实施例合成的MF@LaPO4:Eu样品的扫描电镜照片，形貌为表面粗糙的球形体，与MF样品的扫描电镜照片对比可知，LaPO4:Eu包覆在了MF球体的表面。图3为本实施例合成的MF样品和MF@LaPO4:Eu样品的XRD图谱。a在2θ＝22.9°有一宽衍射峰；b除了在2θ＝22.9°有一宽衍射峰外，其它衍射峰均与六方相LaPO4(JCPDS，NO。46-1439)相对应。通过对比分析可知，包覆在MF球表面的LaPO4:Eu样品为六方相结构。图4为本发明实施例合成的MF@LaPO4:Eu核壳结构荧光粉的发射光谱，由此可知所得样品有良好的发光性能。其它实施例见下表(制备步骤同实施例1)。实施例2345磷酸二氢钠(g)0.240.240.240.24六水硝酸镧(g)0.85740.84000.80540.8228硝酸铕(g)0.00680.02020.04740.0338pH值8886MF(g)0.30.30.30.3水浴温度(℃)70707070水浴时间(h)2222实施例6789磷酸二氢钠(g)0.240.240.240.24六水硝酸镧(g)0.82280.82280.82280.8228硝酸铕(g)0.03380.03380.03380.0338pH值111388MF(g)0.30.30.30.3水浴温度(℃)70705090水浴时间(h)2222实施例10111213磷酸二氢钠(g)0.240.240.240.24六水硝酸镧(g)0.82280.82280.82280.8228硝酸铕(g)0.03380.03380.03380.0338pH值8888MF(g)0.30.30.30.3水浴温度(℃)70707070水浴时间(h)0.5146当前第1页1 2 3