本发明涉及稀土氧化物制备领域，具体涉及一种镧铈铽氧化物荧光粉末的微波制备方法。
背景技术：
荧光材料的发光强度、发光效率以及分辨率与荧光粉的形貌有很大的关系，荧光粉形貌的球形度越高，荧光粉颗粒的发光性能越佳。镧铈铽氧化物是一种主要的三基色荧光材料，传统的制备方法以镧铈铽的盐溶液与草酸溶液共沉淀生成镧铈铽草酸盐，再以镧铈铽草酸盐为前驱体，经5-7h的高温灼烧得到镧铈铽氧化物，为了控制的晶型的生长，会在其中加入各种不同的助剂，协助控制晶型的生长；研究表明镧铈铽草酸盐的形貌对镧铈铽氧化物的形貌具有很大的影响；同时在制备时多采用高温固相法进行制备，在高温灼烧时，热量传递由表及里，由于导热不均容易导致晶体生长颗粒度差，形貌难以控制，难以获得组成均匀的产物。目前市面上售卖的镧铈铽氧化物多为六方柱状颗粒，颗粒大小不一，形貌不均匀，缝隙过多，使得发光效率较差，性能不佳。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种采用微波加热制备镧铈铽氧化物荧光粉末的方法，制备得到的产物颗粒度大小均匀，形貌一致的镧铈铽氧化物荧光粉末。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种镧铈铽氧化物荧光粉末的微波制备方法，包括如下步骤，
(1)将镧铈铽盐溶液混合得原料液，原料液中离子浓度比镧：铈：铽＝4～6:2～3:1～3，稀土金属离子浓度为0.5～1.0mol/l；以草酸、草酸盐或碳酸氢铵按质量比1：3～5的比例与水溶解混合均匀作为沉淀剂；
(2)以水和/或乙醇作为底液，在底液中加入表面助剂；
(3)在超声波作用和搅拌下，将原料液和沉淀剂分别分两次滴加到底液中，将得到的沉淀物陈化、过滤、干燥，得到镧铈铽共沉物；
(4)将镧铈铽共沉物放入微波反应器中进行微波加热，工作时间为12～60min，保温1～2个小时，得到镧铈铽氧化物。
作为技术方案的优选，所述表面助剂为pamma聚丙烯酸酯、sdbs十二烷基苯磺酸钠、ctab十六烷基三甲基溴化铵中任一种。
作为技术方案的优选，所述步骤(3)原料液与沉淀剂的加入的物质的量比为原料液：沉淀剂＝1:1.5～3。
作为技术方案的优选，所述步骤(3)中第一次加入原料液与沉淀剂时，控制原料液的流量在0.5～1.0l/min，沉淀剂的流量为1.0～1.5l/min，搅拌器转速为200～300转/分钟。
作为技术方案的优选，所述步骤(3)中第二次加入原料液与沉淀剂时，控制原料液的流量在1.0～2.0l/min，沉淀剂的流量为2.0～3.0l/min，搅拌器转速为100～200转/分钟。
作为技术方案的优选，所述步骤(4)中微波的频率为433～5900±50mhz，微波的功率为1～10kw。
作为技术方案的优选，所述微波输出方式包括连续波和脉冲波的单独一种或其两种组合的方式(温度可控范围为100～1200℃)。
作为技术方案的优选，所述步骤(4)中微波加热至820～920℃。
作为技术方案的优选，所述原料液、沉淀剂、底液使用前预热至40～70℃。
作为技术方案的优选，所述步骤(2)中当以水和乙醇作为底液时，体积比水：乙醇＝1:0.5～2。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明在制备镧铈铽共沉物时将原料液与沉淀剂分两次添加，在第一次添加至底液中时，底液内的离子浓度低，过饱和度低，此时只有少数晶核生成，因此其在底液内会生长成较大半径的晶核；在第二次添加时，随着底液内离子浓度的增大，溶液过饱和度大，离子碰撞几率增大，此时晶核快速生长，以成核为主，最终得到小颗粒度的镧铈铽共沉物，此时形成的晶核大小更加均匀。
2、本发明采用在超声波作用和搅拌的条件下制备镧铈铽共沉物，在超声条件下利用超声波的空化效应来减少沉淀过程的二次结晶行为，增加一次成核速度，同时降低颗粒表面电性，从而降低颗粒大小，通过超声作用控制晶核的大小，使得形成的晶核大小一致。
3、本发明采用微波加热的方法对镧铈铽共沉物进行加热，本发明的微波加热频率为433～5900±50mhz，在该范围内可以使得微波穿透过产品，使分子之间的键位产生共振产生热量进行加热，可控范围为820～920℃，可以使得整个镧铈铽共沉物整体受热均匀，颗粒内外受热均匀，产物的形貌生长更易控制，由此制备得到的产物镧铈铽氧化物荧光粉末粒度均匀，形貌一致性好，纯度高，有利于制备出发光强度、发光效率以及分辨率好的荧光材料。
4、本发明采用微波加热的方法对镧铈铽共沉物进行加热，微波加热频率为433～5900±50mhz，不仅能够得到粒度均匀，形貌一致性好，纯度高的镧铈铽氧化物荧光粉末，而且本发明的微波工作时间为12～60min，保温1～2个小时，就可得到镧铈铽氧化物，相比于常规的高温固相法，本发明将镧铈铽氧化物的制备时间缩短了一半以上，大大减少了时间与能耗，应用前景好。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本申请中的技术方案，下面将结合实施例来对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例1
一种镧铈铽氧化物荧光粉末的微波制备方法，包括如下步骤，
(1)将镧铈铽盐溶液混合得原料液，原料液中离子浓度比镧：铈：铽＝5:2.5:2，稀土金属离子浓度为0.8mol/l；以草酸、草酸盐按质量比1：4的比例与水溶解混合均匀作为沉淀剂；
(2)以水作为底液，原料液、沉淀剂、底液使用前预热至55℃，在底液中加入pamma聚丙烯酸酯作为表面助剂；
(3)在超声波作用和搅拌下，将原料液和沉淀剂分别分两次滴加到底液中，原料液与沉淀剂的加入的物质的量比为原料液：沉淀剂＝1:2；第一次加入原料液与沉淀剂时，控制原料液的流量在0.8l/min，沉淀剂的流量为1.2l/min，搅拌器转速为250转/分钟；第二次加入原料液与沉淀剂时，控制原料液的流量在1.5l/min，沉淀剂的流量为2.5l/min，搅拌器转速为200转/分钟；将得到的沉淀物陈化、过滤、干燥，得到镧铈铽共沉物；
(4)将镧铈铽共沉物放入微波反应器中进行微波加热，微波的功率为8kw，微波频率915mhz，微波输出方式为连续波，工作时间为12min，微波加热至880℃，保温1个小时，得到镧铈铽氧化物。
实施例2
一种镧铈铽氧化物荧光粉末的微波制备方法，包括如下步骤，
(1)将镧铈铽盐溶液混合得原料液，原料液中离子浓度比镧：铈：铽＝5:2:2，稀土金属离子浓度为0.7mol/l；以草酸、草酸盐按质量比1：3的比例与水溶解混合均匀作为沉淀剂；
(2)以乙醇作为底液，原料液、沉淀剂、底液使用前预热至50℃，在底液中加入sdbs十二烷基苯磺酸钠作为表面助剂；
(3)在超声波作用和搅拌下，将原料液和沉淀剂分别分两次滴加到底液中，原料液与沉淀剂的加入的物质的量比为原料液：沉淀剂＝1:2.5；第一次加入原料液与沉淀剂时，控制原料液的流量在0.7l/min，沉淀剂的流量为1.3l/min，搅拌器转速为300转/分钟；第二次加入原料液与沉淀剂时，控制原料液的流量在1.3l/min，沉淀剂的流量为2.7l/min，搅拌器转速为100转/分钟；将得到的沉淀物陈化、过滤、干燥，得到镧铈铽共沉物；
(4)将镧铈铽共沉物放入微波反应器中进行微波加热，微波的功率为10kw，微波频率433mhz，微波输出方式为连续波，工作时间为20min，微波加热至900℃，保温1个小时，得到镧铈铽氧化物。
实施例3
一种镧铈铽氧化物荧光粉末的微波制备方法，包括如下步骤，
(1)将镧铈铽盐溶液混合得原料液，原料液中离子浓度比镧：铈：铽＝5:3:2，稀土金属离子浓度为0.6mol/l；以草酸、草酸盐按质量比1：3的比例与水溶解混合均匀作为沉淀剂；
(2)以水和乙醇作为底液，水和乙醇的体积比为水：乙醇＝1:1.5，原料液、沉淀剂、底液使用前预热至60℃，在底液中加入ctab十六烷基三甲基溴化铵作为表面助剂；
(3)在超声波作用和搅拌下，将原料液和沉淀剂分别分两次滴加到底液中，原料液与沉淀剂的加入的物质的量比为原料液：沉淀剂＝1:2.8；第一次加入原料液与沉淀剂时，控制原料液的流量在0.6l/min，沉淀剂的流量为1.4l/min，搅拌器转速为250转/分钟；第二次加入原料液与沉淀剂时，控制原料液的流量在1.2l/min，沉淀剂的流量为2.8l/min，搅拌器转速为150转/分钟；将得到的沉淀物陈化、过滤、干燥，得到镧铈铽共沉物；
(4)将镧铈铽共沉物放入微波反应器中进行微波加热，微波的功率为4kw，微波频率2450mhz，微波输出方式为连续波，工作时间为30min，微波加热至850℃，保温1个小时，得到镧铈铽氧化物。
实施例4
一种镧铈铽氧化物荧光粉末的微波制备方法，包括如下步骤，
(1)将镧铈铽盐溶液混合得原料液，原料液中离子浓度比镧：铈：铽＝4:3:1，稀土金属离子浓度为0.5mol/l；以草酸、碳酸氢铵按质量比1：5的比例与水溶解混合均匀作为沉淀剂；
(2)以水和乙醇作为底液，水和乙醇的体积比为水：乙醇＝1:2，原料液、沉淀剂、底液使用前预热至40℃，在底液中加入pamma聚丙烯酸酯作为表面助剂；
(3)在超声波作用和搅拌下，将原料液和沉淀剂分别分两次滴加到底液中，原料液与沉淀剂的加入的物质的量比为原料液：沉淀剂＝1:3；第一次加入原料液与沉淀剂时，控制原料液的流量在1.0l/min，沉淀剂的流量为1.0l/min，搅拌器转速为200转/分钟；第二次加入原料液与沉淀剂时，控制原料液的流量在2.0l/min，沉淀剂的流量为2.0l/min，搅拌器转速为100转/分钟；将得到的沉淀物陈化、过滤、干燥，得到镧铈铽共沉物；
(4)将镧铈铽共沉物放入微波反应器中进行微波加热，微波的功率为1kw，微波频率5800mhz，微波输出方式为连续波和脉冲波两种组合输出的方式，工作时间为60min，微波加热至820℃，保温2个小时，得到镧铈铽氧化物。
将实施例1-5制得的镧铈铽氧化物进行粒度及纯度检测，结果如表1所示：
表1镧铈铽氧化物的粒度大小分布及纯度
本发明的方法使用特定频率的微波进行加热，微波加热频率为433～5900±50mhz，在该范围内可以使得微波穿透过产品，使分子之间的键位产生共振产生热量进行加热，可控范围为820～920℃，颗粒内外受热均匀，由此制备得到的产物粒度均匀，形貌一致性好，纯度高。
本发明的方法使用特定频率的微波进行加热，微波加热频率为433～5900±50mhz，工作时间为12～60min，保温1～2个小时，就可得到镧铈铽氧化物，相比于常规的高温固相法，本发明将镧铈铽氧化物的制备时间缩短了一半以上。