专利名称：：稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
：本发明属于稀土发光材料
技术领域：
，具体涉及一种稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉及其制备方法和应用。
背景技术：
：稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉Sr6—xP5B02。:Eux其中0.005《x《0.5。主要用于制备高显色性灯等特殊用途的荧光灯。多磷硼酸锶铕目前现有的制备方法一般为多个无机化学物原料机械混合高温固相合成，一般用(NH4)2HP04，SrC03等为原料，这些原料机械混合过程中易结团，经常使原料混料不均匀，其后采用高温固相反应，存在生产条件苛刻，产品性能不稳定的问题。为解决这些问题，本专利提供用化学沉淀法制备稀土磷硼酸盐沉淀物前驱体后直接灼烧还原，工艺简单，不同原料之间混合均匀，得到的荧光粉性能稳定一致性好。
发明内容本发明的目的在于提供一种稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉的制备方法。本发明的目的还在于提供一种上述方法得到的稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉。本发明的再一目的在于提供上述稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉的应用。本发明的目的通过以下的技术方案来实现一种稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉的制备方法，包括以下步骤(1)制备前驱体按所要制备的产物的化学式中的化学计量比取碳酸锶、氧化铕，磷酸氢二铵和硼酸；碳酸锶、氧化铕用稀硝酸溶解成溶液a，用去离子水将硼酸溶解成溶液b，溶液a和溶液b在70-9(TC温度及不断搅拌下混合成溶液A;将磷酸氢二铵溶液和氨水混合成溶液B;在70-9(TC温度，不断搅拌下，溶液A和溶液B混合，连续共沉淀得到稀土硼磷酸盐沉淀物，沉淀物pH值为7-8;70-9(TC保温条件下老化沉淀物；将老化后的沉淀物过滤、洗涤并干燥后，得到前驱体；(2)将前驱体在还原气氛下处理，处理温度为900-1200°C，处理时间为1-4小时；(3)步骤(2)所得产物在还原气氛中降到室温，用70-85t:去离子水洗涤，120-15(TC温度下烘干，即得到稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉。为更好的实现本发明作为优选，步骤(1)中，溶液a中锶离子和铕离子的浓度分别为0.30.6mol/L和0.030.06mol/L;溶液b的浓度为0.030.06mol/L;溶液A是由溶液a和b按体积比5:1混合而成，溶液B中NH4+浓度为1.02.0mol/L，HP042+的浓度为0.30.6mol/L，溶液A和溶液B混合制备沉淀时的体积比例为1:11.5:1。作为优选，步骤(2)中，前驱体在进入还原气氛下处理之前，还经过烧结的步骤，即在空气气氛中，于800-100(TC烧结3-4小时。作为优选，其特征在于所述前驱体还可以通过以下方法制备(1.1)按所要制备的产物的化学式中的化学计量比取碳酸锶、氧化铕和磷酸氢二铵；碳酸锶、氧化铕用稀硝酸溶解成溶液c，磷酸氢二铵用去离子水溶解成溶液d，溶液c和溶液d在70-9(TC温度及不断搅拌下连续共沉淀得到稀土磷酸盐沉淀物，沉淀物pH值为7-8;沉淀结束后在70-9(TC保温条件下老化沉淀物，然后对沉淀物进行过滤、洗涤、干燥后，得到前驱体l;(1.2)按所要制备的产物的化学式中的化学计量比取碳酸锶、氧化铕和硼酸；将碳酸锶和氧化铕用硝酸溶解成溶液e，用去离子水将硼酸溶解成溶液f，溶液e和f在70-9(TC温度及不断搅拌混合1-2小时，加氨水共沉淀制备稀土硼酸盐沉淀物，沉淀物pH值为7-8;沉淀结束后在70-9(TC保温条件下老化沉淀物、然后对沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后，得到前驱体2;(1.3)最后将前驱体1和前驱体2混合24-30小时使其均匀，即得到前驱体。作为优选，步骤(1.1)中，溶液c中锶和铕离子的浓度分别为0.30.6mol/L和0.030.06mol/L，溶液d中NH4+浓度为0.51.5mol/L，HP042+的浓度为0.30.6mo1/l，溶液c和溶液d按i:ii:i.2比例混合。作为优选，步骤(1.1.2)中，溶液e中锶和铕离子的浓度分别为O.30.6mol/L和0.030.06mol/L，溶液f的浓度为0.30.6mol/L，溶液e和溶液f按1:11:1.2比例混合。作为优选，所述产物的化学组成为Sr6—xPsBO加EUx，其中0.005《x《0.5。作为优选，步骤(2)或(3)中所述还原气氛由N2_H2或碳粉提供。本发明还提供上述方法制备得到的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉，具有如下通式所示的化学组成Sr6—xP5B02。Eux其中0.005《x《0.5。本发明制备得到所述多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉主要在制备荧光灯中应用，特别是用于制备高显色性灯等特殊用途的荧光灯。相比现有技术，本发明具有如下优点和有益效果本发明可以得到253.7nm的汞线有效激发，发射峰值波长为481nm士5nm的蓝光荧光粉。本发明提供用化学沉淀法制备稀土磷硼酸盐沉淀物前驱体后直接灼烧和/或还原，工艺简单，不同原料之间混合均匀，得到的荧光粉性能稳定、一致性好。图1为本发明的发射波长为477nm荧光粉的发射光谱图。具体实施例方式对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是在不背离本发明的实质和范围的情况下，可以从中进行各种改进和变化。因而，本发明涵盖处于所附权利要求及其等同物的范围之内的本发明的改进和变化。根据本发明的实质，本发明具体包括以下两种优选的实施方案方法1:首先，称取高纯试剂碳酸锶、氧化铕，其中EU占阳离子的摩尔分数最优范围在0.05-0.3之间。将碳酸锶和氧化铕用硝酸溶解成溶液，然后和硼酸溶液在70-9(TC温度及不断搅拌混合成溶液A，磷酸氢二铵溶液和氨水混合成溶液B，在70-9(TC温度及不断搅拌下A和B混合连续共沉淀制备稀土磷硼酸盐沉淀物，pH值为7-8，沉淀结束后在70-9(TC保温条件下老化沉淀物1-3小时、然后对沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后，得到稀土磷硼酸盐沉淀物(前驱体)。之后，将上述前驱体装入刚玉坩埚、压实，并置于高温炉中，升温到800-100(TC，烧结时间为3-4小时。然后在H乂^还原012体积含量5-20%)中900-120(TC还原l-4小时。在还原氛围中冷却到室温，将上述烧结物从高温炉中取出、破碎，用80°C左右去离子水洗涤三遍(3L水/kg粉)，120-15(TC烘箱烘烤6-10小时即得荧光粉。方法2:首先按产物化学式比例称取高纯试剂碳酸锶、氧化铕，其中Eu占阳离子的摩尔分数最优范围在0.05-0.3之间。将碳酸锶和氧化铕用硝酸溶解成溶液，然后和磷酸氢二铵溶液在70-9(TC温度及不断搅拌下连续共沉淀制备稀土磷酸盐沉淀物，pH值为7-8，沉淀结束后在70-9(TC保温条件下老化沉淀物、然后对沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后，得到稀土磷酸盐沉淀物(前驱体l)。再按化学式比例将碳酸锶、氧化铕用硝酸溶解成溶液A和硼酸溶液B在70-9(TC温度及不断搅拌混合1-2小时，加氨水共沉淀制备稀土硼酸盐沉淀物，pH值为7-8，沉淀结束后在70-9(TC保温条件下老化沉淀物、然后对沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后，得到稀土硼酸盐沉淀物(前驱体2)。最后将上述稀土磷酸盐沉淀物和稀土硼酸盐沉淀物混合24-30小时使其均匀得前驱体。之后，将上述前驱体装入刚玉坩埚、压实，并置于高温炉中，升温到800-100(TC，烧结时间为3-4小时。然后在H乂^还原012体积含量5-20%)中900-120(TC还原l-4小时。在还原氛围中冷却到室温，将上述烧结物从高温炉中取出、破碎，用80°C左右去离子水洗涤三遍(3L水/kg粉)，120-15(TC烘箱烘烤610小时即得荧光粉。实施例1:(按方法1制备)为了保证准确性，先将所用氧化物试剂在12(TC烘箱中处理8小时。按化学式31~5.975802。:￡11。.。3称取碳酸锶440.64克、氧化铕2.64克，磷酸氢二铵329.93克和硼酸30.91克，将碳酸锶、氧化铕用6.0mol硝酸和去离子水溶解成溶液a，溶液体积5L和用去离子水将硼酸溶解成溶液b，溶液体积1L;在8(TC温度及不断搅拌混合成溶液A，溶液体积6L;磷酸氢二铵用5L去离子水溶解溶液和100ml氨水混合成溶液B，溶液体积5L。在8(TC温度及不断搅拌下A和B混合连续共沉淀制备稀土磷硼酸盐沉淀物，沉淀物pH值为7-8，沉淀结束后在8(TC保温下老化沉淀物1小时、然后对沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后，得到稀土磷硼酸盐沉淀物。然后装入刚玉坩埚并压实。在100(TC空气中烧结4小时；冷却；然后在1000°CH2/N2还原气氛中(H2占10%)还原3小时。还原气氛中降到室温后，从高温炉中取出、破碎、用8(TC左右去离子水洗涤三遍(3L水/kg粉)，120-15(TC烘箱烘烤8小时即得所需荧光粉。实施例2:(按方法2制备)为了保证准确性，先将所用氧化物试剂在12(TC烘箱中处理8小时。按化学式31~5.975802。:￡11。.。3称取碳酸锶440.64克、氧化铕2.64克，磷酸氢二铵329.93克和硼酸30.91克；将其中碳酸锶369.05克、氧化铕1.32克用5.Omol硝酸溶解成溶液和去离子水溶解成溶液c，溶液体积4.8L;用去离子水5L溶解磷酸氢二铵成溶液d，在8(TC温度及不断搅拌下连续共沉淀制备稀土磷酸盐沉淀物，PH值为7-8，沉淀结束后在8(TC保温条件下老化沉淀物、然后对沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后，得到稀土磷酸盐沉淀物。再将碳酸锶71.59克、氧化铕1.32克，用lmol硝酸和1L去离子水溶解成溶液A和用1L去离子水溶解硼酸30.91克溶液B;在8(TC温度及不断搅拌混合1小时，加氨水共沉淀制备稀土硼酸盐沉淀物，沉淀物PH值为7-8，沉淀结束后在8(TC保温条件下老化沉淀物1小时、然后对沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后，得到稀土硼酸盐沉淀物。最后将上述稀土磷酸盐沉淀物和稀土硼酸盐沉淀物混合24小时使其均匀。然后装入刚玉坩埚并压实。在IOO(TC空气中烧结4小时；冷却；然后在IOO(TCH2/N2还原气氛中(H2占10%)还原3小时。还原气氛中降到室温后，从高温炉中取出、破碎、用8(TC左右去离子水洗涤三遍(3L水/kg粉)，120-15(TC烘箱烘烤8小时即得所需荧光粉。实施例3:(按方法1制备)为了保证准确性，先将所用氧化物试剂在12(TC烘箱中处理8小时。按化学式Sr^PsBO^Eu^称取碳酸锶435.48克、氧化铕8.80克，磷酸氢二铵329.93克和硼酸30.91克，将碳酸锶、氧化铕用6.0mol硝酸和去离子水溶解成溶液a，溶液体积5L和用去离子水将硼酸溶解成溶液b，溶液体积1L;在8(TC温度及不断搅拌混合成溶液A，溶液体积6L;磷酸氢二铵用5L去离子水溶解溶液和100ml氨水混合成溶液B，溶液体积5L。在8(TC温度及不断搅拌下A和B混合连续共沉淀制备稀土磷硼酸盐沉淀物，沉淀物pH值为7-8，沉淀结束后在8(TC保温下老化沉淀物1小时、然后对沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后，得到稀土磷硼酸盐沉淀物。然后装入刚玉坩埚并压实。在100(TC空气中烧结4小时；冷却；然后在IOO(TCH2/N2还原气氛中(H2占10%)还原3小时。还原气氛中降到室温后，从高温炉中取出、破碎、用8(TC左右去离子水洗涤三遍(3L水/kg粉)，120-15(TC烘箱烘烤8小时即得所需荧光粉。实施例4:(按方法2制备)为了保证准确性，先将所用氧化物试剂在12(TC烘箱中处理8小时。按化学式Sr^PsBO^Eu^称取碳酸锶435.48克、氧化铕8.80克，磷酸氢二铵329.93克和硼酸30.91克，将其中碳酸锶369.05克、氧化铕4.40克用5.Omol硝酸溶解成溶液和去离子水溶解成溶液c，溶液体积4.8L;用去离子水5L溶解磷酸氢二铵成溶液d，在8(TC温度及不断搅拌下连续共沉淀制备稀土磷酸盐沉淀物，PH值为7-8，沉淀结束后在8(TC保温条件下老化沉淀物、然后对沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后，得到稀土磷酸盐沉淀物。再将碳酸锶66.43克、氧化铕4.40克，用lmol硝酸和1L去离子水溶解成溶液A和用1L去离子水溶解硼酸30.91克溶液B;在8(TC温度及不断搅拌混合1小时，加氨水共沉淀制备稀土硼酸盐沉淀物，沉淀物PH值为7-8，沉淀结束后在8(TC保温条件下老化沉淀物1小时、然后对沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后，得到稀土硼酸盐沉淀物。最后将上述稀土磷酸盐沉淀物和稀土硼酸盐沉淀物混合24小时使其均匀。然后装入刚玉坩埚并压实。在100(TC空气中烧结4小时；冷却；然后在IOO(TCH2/N2还原气氛中(H2占10%)还原3小时。还原气氛中降到室温后，从高温炉中取出、破碎、用8(TC左右去离子水洗涤三遍(3L水/kg粉)，120-15(TC烘箱烘烤8小时即得所需荧光粉。性能测试例(1)实验方法按上述实施例1分别3次制备出荧光粉，用荧光光谱仪测试其在253.7nm紫外线线激发下的发射光谱，色度坐标。(2)实验结果样<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>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。权利要求一种稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)制备前驱体按所要制备的产物的化学式中的化学计量比取碳酸锶、氧化铕，磷酸氢二铵和硼酸；碳酸锶、氧化铕用稀硝酸溶解成溶液a，用去离子水将硼酸溶解成溶液b，溶液a和溶液b在70-90℃温度及不断搅拌下混合成溶液A；将磷酸氢二铵溶液和氨水混合成溶液B；在70-90℃温度，不断搅拌下，溶液A和溶液B混合，连续共沉淀得到稀土硼磷酸盐沉淀物，沉淀物pH值为7-8；70-90℃保温条件下老化沉淀物；将老化后的沉淀物过滤、洗涤并干燥后，得到前驱体；(2)将前驱体在还原气氛下处理，处理温度为900-1200℃，处理时间为1-4小时；(3)步骤(2)所得产物在还原气氛中降到室温，用70-85℃去离子水洗涤，120-150℃温度下烘干，即得到稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉。2.根据权利要求1所述的稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉的制备方法，其特征在于步骤(1)中，溶液a中锶离子和铕离子的浓度分别为O.30.6mol/L和0.030.06mol/L;溶液b的浓度为0.030.06mol/L;溶液A是由溶液a和b按体积比5:1混合而成，溶液B中NH4+浓度为1.02.Omol/L，HP042+的浓度为0.30.6mol/L，溶液A和溶液B混合制备沉淀时的体积比例为1:11.5:1。3.根据权利要求1所述的稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉的制备方法，其特征在于步骤(2)中，前驱体在进入还原气氛下处理之前，还经过烧结的步骤，即在空气气氛中，于800-100(TC烧结3-4小时。4.根据权利要求1所述的稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉的制备方法，其特征在于所述前驱体通过以下方法制备(1.1)按所要制备的产物的化学式中的化学计量比取碳酸锶、氧化铕和磷酸氢二铵；碳酸锶、氧化铕用稀硝酸溶解成溶液c，磷酸氢二铵用去离子水溶解成溶液d，溶液c和溶液d在70-9(TC温度及不断搅拌下连续共沉淀得到稀土磷酸盐沉淀物，沉淀物pH值为7-8;沉淀结束后在70-9(TC保温条件下老化沉淀物，然后对沉淀物进行过滤、洗涤、干燥后，得到前驱体1;(1.2)按所要制备的产物的化学式中的化学计量比取碳酸锶、氧化铕和硼酸；将碳酸锶和氧化铕用硝酸溶解成溶液e，用去离子水将硼酸溶解成溶液f，溶液e和f在70-9(TC温度及不断搅拌混合1-2小时，加氨水共沉淀制备稀土硼酸盐沉淀物，沉淀物pH值为7-8;沉淀结束后在70-9(TC保温条件下老化沉淀物、然后对沉淀混合物过滤、洗涤、干燥后，得到前驱体2;(1.3)最后将前驱体1和前驱体2混合24-30小时使其均匀，即得到前驱体。5.根据权利要求1所述的稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉的制备方法，其特征在于步骤(1.1)中，溶液c中锶和铕离子的浓度分别为0.30.6mol/L和0.030.06mol/L，溶液d中NH4+浓度为0.51.5mol/L，HP042+的浓度为0.30.6mol/L，溶液c和溶液d按i:ii:i.2比例混合。6.根据权利要求1所述的稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉的制备方法，其特征在于步骤(1.1.2)中，溶液e中锶和铕离子的浓度分别为0.30.6mol/L和0.03`0.06mol/L，溶液f的浓度为0.30.6mol/L，溶液e和溶液f按1:11:1.2比例混合。7.根据权利要求1所述的稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉的制备方法，其特征在于所述产物的化学组成为Sr6—xPsBO加:EUx，其中0.005《x《0.5。8.根据权利要求1所述的稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉的制备方法，其特征在于步骤(2)或(3)中所述还原气氛由N2-H2或碳粉提供。9.权利要求l-8任一项所述方法制备得到的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉，其特征在于具有如下通式所示的化学组成Sr6—xP5B02。Eux其中0.005《x《0.5。10.权利要求9所述的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉在制备荧光灯中的应用。全文摘要本发明属稀土发光材料
技术领域：
，公开了一种稀土铕激活的多磷硼酸盐蓝光发射荧光粉及其制备方法和应用。方法主要以碳酸锶、氧化铕，磷酸氢二铵和硼酸为原料，利用化学沉淀法制备得到稀土磷硼酸盐沉淀物前驱体，再将前驱体灼烧和/或还原后得到荧光粉。该荧光粉的组成为Sr6-xP5BO20:Eux其中0.005≤x≤0.5。可被253.7nm紫外线激发，发射峰值波长481nm±5nm的蓝光荧光粉。该方法用化学沉淀法制备，生产工艺简单，产品均匀性好，改善了传统工艺机械混合高温固相法经常使原料不均匀，产品性能不稳定的缺点。产品用于制备荧光灯，特别是具有高显色性灯等特殊用途的荧光灯。文档编号H01J9/22GK101760192SQ200910214289公开日2010年6月30日申请日期2009年12月28日优先权日2009年12月28日发明者万国江,卢杰山,徐晓芝,李文康,胡学芳申请人:江门市科恒实业股份有限公司