一种用碱金属氯化物制备稀土硫氧化物的工艺方法
【专利摘要】本发明公开了一种用碱金属氯化物制备稀土硫氧化物的工艺方法，其制备步骤为：①按化学计量比称取所需物料RE2O2S(其中RE为稀土元素Y、La、Gd或Sm中的一种)、Na2CO3、升华硫和碱金属氯化物AMCl(其中AM为碱金属元素Li、Na或K中的一种)，将称好的物料混合均匀；②将混合均匀的物料装入内外均带盖的套坩埚中，在两坩埚的间隙填充耐高温粉末并压实；③将装有混合料的坩埚梯度升温至1100～1250℃，烧结3h～5h，然后随炉降温至室温；④烧结后的产物用热水洗涤并搅拌，抽滤；⑤将洗涤后的产物放入恒温鼓风干燥箱中烘干，即可得到稀土硫氧化物。本发明以RE2O3、Na2CO3、升华硫和碱金属氯化物AMCl为原料，采用硫熔法制备，且制备方法简单，易操作，可以用于发光材料和光吸收材料等领域。
【专利说明】-种用碱金属氯化物制备稀±硫氧化物的工艺方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用碱金属氯化物制备稀±硫氧化物的工艺方法，尤其涉及稀±硫 氧化物的硫烙法制备与改性，W及窄颗粒分布稀±硫氧化物的制备与优化。
【背景技术】
[0002] 稀±硫氧化物具有较高的化学稳定性和热稳定性，不溶于水，烙点高达2000? 220(TC ;禁带宽度为4. 6?4. 8eV，适合于惨杂离子；其最大声子能量为520畑14,适合于作 为发光材料的基质材料，具有非常高的光吸收与传能效率。六角Ln,化S晶体结构最大的特 点是具有较宽敞的空间结构，允许一定量的阳离子和阴离子空位形成及一定量的间隙离子 进入，而晶体结构基本保持不变。其中La2〇2S、Y2〇2S和Gd2〇2S作为发光材料的基质材料，通 过惨杂化化Ce 3+等发光离子在紫外和真空紫外激发下具有良好的发光性能，而Sm,化S 作为光学吸收材料，对1. 06 U m和1. 54 y m激光具有良好的光吸收特性。因此，稀±硫氧化 物作为光学材料得到了广泛的应用。稀±硫氧化物主要的制备方法是硫烙法，适用于工业 大规模生产，晶体完整，发光性能优于其他方法制备的产品。但硫烙法的助烙剂用量和种类 不固定，还没有一个明确的范围。目前硫烙法制备的稀±硫氧化物，产品的颗粒较大，需要 球磨，使得发光性能大大降低，而且颗粒的尺寸分布有待进一步改善。因此优化硫烙法制备 稀±硫氧化物的工艺过程，提高稀±硫氧化物的颗粒物性是非常必要的。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷，通过碱金属氯化物AMCl辅助的硫烙 法制备出化学式为RE2化S的稀±硫氧化物。
[0004] 为解决上述问题，本发明采用如下技术方案是：
[0005] -种用碱金属氯化物制备稀±硫氧化物的工艺方法，其特征在于，所述碱金属氯 化物AMCl中AM为碱金属元素Li、化或K中的一种；所述稀±硫氧化物化学式为RE2O2S中 RE为稀±元素Y、La、Gd或Sm中的一种；所述的化学式为RE2O2S的稀±硫氧化物由硫烙法 制备，其制备步骤如下：
[0006] ①按化学计量比称取所需物料RE2O2S (其中RE为稀±元素Y、La、Gd或Sm中的一 种）、化2〇)3、升华硫和碱金属氯化物AMCl (其中AM为碱金属元素Li、化或K中的一种）， 将称好的物料混合均匀；
[0007] ②将混合均匀的物料装入内外均带盖的套巧巧中，在两巧巧的间隙填充耐高温粉 末并压实；
[000引③将装有混合料的巧巧梯度升温至1100?1250。烧结化?化，然后随炉降温 至室温；
[0009] ④烧结后的产物用热水洗涂并揽拌，抽滤；
[0010] ⑥将洗涂后的产物放入恒温鼓风干燥箱中烘干，即可得到稀±硫氧化物。
[0011] 所述步骤①中 mol (化2〔〇3) :mol (RE2O3) = L 5 ?2，mol (升华硫）：mol (RE2O3)= 3. 5 ?4. 5, mol (AMCl) ;mol (RE2O3) = 0. 25 ?1。
[0012] 所述步骤③中梯度升温制度是W升温速率2?：TC /min升温到300?40(TC，并 保温比?2h，然后W升温速率3?5°C /min升温到1100?1250。并保温化?化。
[001引本发明稀±硫氧化物是W RE203 (其中RE为稀±元素Y、La、Gd或Sm中的一种）、 化20)3、升华硫和碱金属氯化物AMCl (其中AM为碱金属元素Li、化或K中的一种）为原料， 采用硫烙法制备，制备合成方法简单，易操作。
[0014] 本发明合成的稀±硫氧化物La2〇2S、Y2O2S和Gd2〇2S作为发光材料的基质材料， 通过惨杂化化或Ce 3+等发光离子在紫外和真空紫外激发下具有良好的发光性能，而 SmsAS作为光学吸收材料，对1. 06 y m和1. 54 y m激光具有良好的光吸收特性，其通过对碱 金属氯化物种类和用量的选择，采用硫烙法制备出颗粒分布窄的稀±硫氧化物，从而可W 用于发光材料和光吸收材料等领域。另外，本发明开发了一种碱金属氯化物的新用途，减小 了稀±硫氧化物的颗粒分布范围，使得产物不需要球磨，降低了生产成本。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0016] 本发明用碱金属氯化物辅助的硫烙法合成化学式为RE2O2S (其中RE为稀±元素Y、 La、Gd或Sm中的一种）的稀±硫氧化物的4个具体实施例如表1所示：
[0017] 表 1
[0018]
【权利要求】
1. 一种用碱金属氯化物制备稀土硫氧化物的工艺方法，其特征在于，所述碱金属氯化 物AMCl中AM为碱金属元素Li、Na或K中的一种；所述稀土硫氧化物化学式为RE 2O2S中RE 为稀土元素Y、La、Gd或Sm中的一种；所述的化学式为RE2O 2S的稀土硫氧化物由硫熔法制 备，其制备步骤如下： ① 按化学计量比称取所需物料RE2O2S (其中RE为稀土元素Y、La、Gd或Sm中的一种）、 Na2CO3、升华硫和碱金属氯化物AMCl (其中AM为碱金属元素Li、Na或K中的一种），将称好 的物料混合均匀； ② 将混合均匀的物料装入内外均带盖的套坩埚中，在两坩埚的间隙填充耐高温粉末并 压实； ③ 将装有混合料的坩埚梯度升温至1100?1250°C，烧结3h?5h，然后随炉降温至室 温； ④ 烧结后的产物用热水洗涤并搅拌，抽滤； ⑤ 将洗涤后的产物放入恒温鼓风干燥箱中烘干，即可得到稀土硫氧化物。
2. 根据权利要求1所述的一种用碱金属氯化物制备稀土硫氧化物的工艺方法，其特 征在于，所述步骤①中 mol (Na2CO3) :mol (RE2O3) = L 5 ?2, mol (升华硫）：mol (RE2O3)= 3. 5 ?4. 5, mol (AMCl) :mol (RE2O3) = 0. 25 ?1。
3. 根据权利要求1所述的一种用碱金属氯化物制备稀土硫氧化物的工艺方法，其特征 在于，所述步骤③中梯度升温制度是以升温速率2?3°C /min升温到300?400°C，并保温 Ih?2h，然后以升温速率3?5°C /min升温到1100?1250°C，并保温3h?5h。
【文档编号】C01F17/00GK104310454SQ201410504355
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】韩朋德, 姜晓萍, 张林涛, 张长森, 张其土 申请人:盐城工学院