稀土硫氧化镧荧光粉及其制备方法

本发明涉及稀土发光材料领域，尤其是涉及一种稀土硫氧化镧荧光粉及其制备方法。

背景技术：

稀土离子独特的优异的发光特性，使得稀土发光材料在照明、显示、显像、医学和军事等领域都得到了广泛的应用。稀土硫氧化物发光材料由于具有无毒性、化学性能稳定、发光效率高等优点，且在x-射线激发下发光性能优异，被广泛用作各种发光材料基质，如x-射线发光材料，上转换发光材料，红色蓄光发光材料等。

稀土硫氧化镧(也称稀土la2o2s:eu³⁺)la2o2s:eu³⁺是稀土硫氧化物的一种，具有六方晶系结构，不溶于水，熔点高达2000～2200℃，广泛应用于彩色电视显像管、x-射线增感屏和其它显示设备等方面。目前稀土la2o2s:eu³⁺荧光粉的合成方法有很多，工业上普遍采用高温固相法、燃烧法等工艺制备，需要在管式炉内通氮气或抽真空等环境下制备，对制备工艺环境要求高，工艺成本高昂，且制得的产物颗粒往往较大，需要进行二次球磨。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明尝试用普通程控箱式炉作为主要设备，以双层坩埚嵌套方式，以活性炭提供还原气氛，简化真空管式炉的制备工艺，同时对产物的后处理方法上进行改良，以恒温浸泡与稀盐酸搅拌酸洗为处理工艺，使得产物颗粒更为细小，粒径分布更均匀。本工艺与原有工艺相比，具有成本低、加工简易等优势，制备得到的稀土硫氧化镧荧光粉纯度高，对比同等商业荧光粉，发光性能优异，制备成本低，对工业化生产稀土la2o2s:eu³⁺荧光粉具有很好参考借鉴价值。

本发明提供一种基于高温固相法快速合成稀土硫氧化镧荧光粉的制备方法，本发明所述的一种稀土硫氧化镧荧光粉材料，该材料是由高温固相法将稀土氧化物混合烧结，经过水洗、酸洗等一系列步骤合成稀土硫氧化镧荧光粉，具体的步骤如下：

a.选用纯度大于99％的氧化镧、氧化铕作为原料；

b.将所述原料、硫源和助溶剂研磨混合放入第一坩埚并密封盖严，将所述第一坩埚放入第二坩埚，所述第二坩埚内铺设活性炭颗粒，将第二坩埚封闭盖严；

c.将所述第二坩埚放进箱式程控炉，控制炉内的升温速率与保温温度进行烧结；

d.待所述箱式炉工作结束后温度降至室温，取出第一坩埚内的烧结产物，将内烧结产物放入去离子水进行恒温浸泡；

e.浸泡后过滤取出沉淀物，配置稀盐酸，将所述沉淀物进行酸洗，再进行过滤、水洗、烘干，得到稀土硫氧化镧荧光粉。

作为优选的，在步骤a中，所述原料的纯度大于99.99％。

作为优选的，在步骤b中，所述硫源为硫粉。

作为优选的，其特征在于，在步骤b中，所述助溶剂为碳酸钠。

作为优选的，在步骤b中，所述第一坩埚为氧化铝坩埚。

作为优选的，在步骤c中，所述升温速率为5℃/min，所述保温温度为1200℃。

作为优选的，在步骤c中，保温时间2h。

作为优选的，在步骤d中，所述浸泡时间为24小时，所述恒温浸泡的温度为80℃。

作为优选的，在步骤e中，所述稀盐酸配置体积比为1:50。

本发明的另一实施方式提供了一种稀土硫氧化镧荧光粉，通过上述的稀土硫氧化镧荧光粉的制备方法制备得到。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

1.本发明方法是用普通高温炉即可快速制备出稀土硫氧化镧荧光粉；

2.本发明方法能在各参数控制下，制备的稀土硫氧化镧荧光粉纯度高，粉末颗粒均匀，发光性能优异；

3.本发明优化了稀土硫氧化镧荧光粉制备方法，有助于为稀土硫氧化物荧光粉工业生产改良提供参考。

附图说明

为了更清楚地说明

本技术：
实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图推导出其他的附图中未出现的关联结构。

图1是本发明优选实施例方法制备的不同eu³⁺掺杂浓度下稀土硫氧化镧荧光粉的x射线衍射图。

图2是本发明优选实施例方法制备的稀土硫氧化镧荧光粉的sem表面图。

图3是本发明优选实施例方法制备的稀土硫氧化镧荧光粉与某商业荧光粉在265nm波长激发下的发射光谱。

具体实施方式

以下结合具体的实施例子对上述方案做进一步说明，本发明的优选实施例详述如下：

在本实施例中，提供了一种稀土硫氧化镧(稀土la2o2s:eu³⁺)荧光粉及其制备方法，包括如下步骤：

a.选用纯度大于99％的氧化铕、氧化镧作为原料，碳酸钠作为助溶剂，硫粉作为硫源。在条件允许的情况下，选择纯度大于99.99％的原料。

b.将原料混合研磨放入第一坩埚(氧化铝坩埚)并密封盖严，移入第二坩埚内，第二坩埚内铺活性炭粉末颗粒，密封盖严第二坩埚。其中，氧化铝坩埚与原料、助溶剂和硫源均不发生反应。

c.将第二坩埚放入箱式程控炉中，控制炉内的升温速率为5℃/min，保温温度为1200℃，保温时间2h，开始工作。

d.烧制完成后待冷却至室温后取出第一坩埚内烧结产物，并将烧结产物浸泡于去离子水中，控制80℃恒温浸泡24h后，过滤并取出沉淀物。

e.配置体积比为1:50的稀盐酸溶液，将所述沉淀物进行酸洗，再进行过滤、水洗、烘干，得到稀土la2o2s:eu³⁺荧光粉。具体地，将沉淀物放入稀盐酸溶液进行搅拌，搅拌结束后过滤取出沉淀物，经过水洗、烘干得到稀土la2o2s:eu³⁺荧光粉成品。其中，水洗包括用去离子水清洗，直至ph中性后。

通过本实施例中提供的方法，能在各参数控制下，制备的稀土la2o2s:eu³⁺荧光粉纯度高，粉末颗粒均匀，发光性能优异。如图1所示，本工艺制备的稀土la2o2s:eu³⁺荧光粉纯度高，x射线衍射仪测试下与标准jcpdsno.27-0263衍射峰吻合良好。图2中可以看出本工艺制备的粉末颗粒均匀，无需再次球磨。图3中可以看到与目前商业粉末对比，发光性能优异，红色发光纯正。

上面结合附图对本发明实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明稀土la2o2s:eu³⁺荧光粉材料制备方法及应用的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种稀土硫氧化镧荧光粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.选用纯度大于99％的氧化镧、氧化铕作为原料；

b.将所述原料、硫源和助溶剂研磨混合放入第一坩埚并密封盖严，将所述第一坩埚放入第二坩埚，所述第二坩埚内铺设活性炭颗粒，将第二坩埚封闭盖严；

c.将所述第二坩埚放进箱式程控炉，控制炉内的升温速率与保温温度进行烧结；

d.待所述箱式炉工作结束后温度降至室温，取出第一坩埚内的烧结产物，将内烧结产物放入去离子水进行恒温浸泡；

e.浸泡后过滤取出沉淀物，配置稀盐酸，将所述沉淀物进行酸洗，再进行过滤、水洗、烘干，得到稀土硫氧化镧荧光粉。

2.根据权利要求1所述的稀土硫氧化镧⁺荧光粉的制备方法，其特征在于，在步骤a中，所述原料的纯度大于99.99％。

3.根据权利要求1所述的稀土硫氧化镧荧光粉的制备方法，其特征在于，在步骤b中，所述硫源为硫粉。

4.根据权利要求1所述的稀土硫氧化镧荧光粉的制备方法，其特征在于，在步骤b中，所述助溶剂为碳酸钠。

5.根据权利要求1所述的稀土硫氧化镧荧光粉的制备方法，其特征在于，在步骤b中，所述第一坩埚为氧化铝坩埚。

6.根据权利要求1所述的稀土硫氧化镧荧光粉的制备方法，其特征在于，在步骤c中，所述升温速率为5℃/min，所述保温温度为1200℃。

7.根据权利要求1所述的稀土硫氧化镧荧光粉的制备方法，其特征在于，在步骤c中，保温时间2h。

8.根据权利要求1所述的稀土硫氧化镧荧光粉的制备方法，其特征在于，在步骤d中，所述浸泡时间为24小时，所述恒温浸泡的温度为80℃。

9.根据权利要求1所述的稀土硫氧化镧荧光粉的制备方法，其特征在于，在步骤e中，所述稀盐酸配置体积比为1:50。

10.一种稀土硫氧化镧荧光粉，其特征在于，通过权利要求1-9中任一项所述的稀土硫氧化镧荧光粉的制备方法制备得到。

技术总结
本发明涉及一种稀土硫氧化镧荧光粉及其制备方法，包括如下步骤，a.以稀土氧化镧、氧化铕为原料；b.将原料与硫源、碳酸钠研磨混合，盛放于第一坩埚中并密封盖严，再移入铺有活性炭的第二坩埚中，将第二坩埚封闭盖严；c.将第二坩埚放进箱式程控炉，控制炉内的升温速率与保温温度进行烧结；d.待箱式炉工作结束后温度降至室温，将第一坩埚内烧结产物放入去离子水进行恒温浸泡；e.浸泡后过滤取出沉淀物，配置稀盐酸，将沉淀物进行酸洗，再进行过滤、水洗、烘干，得到稀土硫氧化镧荧光粉。本方法制备的稀土硫氧化镧荧光粉具有纯度高、颗粒均匀、发光性能优异、操作简便等特点，具有一定的工业应用价值。

技术研发人员：黄泽军;陈晨;汪恒青;朱训奇
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：2021.04.30
技术公布日：2021.07.23