专利名称：一种紫外光激发的黄光荧光粉的制备方法
技术领域：
—种紫外光激发的黄光突光粉的制备方法,具体涉及一种发射黄光的联苯四甲酸铽配合物的制备方法。
背景技术：
“荧光粉转换法”是实现白光LED主要方法，主要有两种途径:“蓝光芯片+黄粉”和“近紫外芯片+红绿蓝粉”。由于蓝光芯片发射光谱对电流不稳定，人们的目光逐步转移向近紫外芯片激发白光LED，因紫外光的能量比蓝光的能量高，有望使白光LED的发光效率得到更大地提高。红绿蓝(RGB)三基色材料的研究较为完善，相对于红绿蓝三基色，黄色却是个“组合”的颜色，它并不是RGB三原色之一，它是等量红光与绿光的组成光色，在颜色学中黄光是白光滤掉蓝光形成的，也常称为蓝光的辅助光色，同样黄光也可以与蓝光组合形成白光，因此黄光对于单色黄光显不和白光发光器件的研制都有重要的意义。目前黄光突光粉还不多见，主要有掺杂铈离子的钇铝石榴石YAG:Ce3+、硅氮氧化物体系、氯硅酸盐体系等无机化合物。大多数无机荧光粉制备条件苛刻，如硅氮氧化物荧光粉常用高温固相法合成，须高温高压条件，而且需要预制Si3N4、Ca3N2、AlN等原料,而这些氮化物又很容易氧化和水解，因此严重影响了氮化物荧光粉的商业化。
发明内容
针对现有黄光荧光粉品种少，制备条件苛刻等缺点，本发明的目的是提供一种合成方法简单，制备条件温和，热稳定性高，发光性能良好的黄光荧光粉制备方法。本发明提出的黄光荧光粉的制备方法，采用均相沉淀法制备联苯四甲酸铽配合物，铽配合物在25Γ365 nm紫外光激发下产生Tb3+离子的5D4 —7匕(J = 6_0)跃迁的特征发射峰，与一般铽配合物通常 呈绿光发射不同的是本发明所制备的铽配合物荧光粉呈现了黄光发射。本发明提出的一种紫外光激发的黄光荧光粉的制备方法，其具体制备步骤如下:
(I)将3，3’，4，4’ -联苯四甲酸二酐溶于水或乙醇或以任意比例混合的乙醇-水混合
溶剂中，置于50 80 °C水浴中，搅拌下缓慢滴加0.5 5 mo I/L NaOH溶液，调节pH为疒9，继续搅拌0.5^2小时，得到皂化液。(2)按Tb3+与联苯四甲酸二酐摩尔比为4: f 16的比例，搅拌下将计量的可溶性铽化合物加入到步骤(I)所得的皂化液中，持续搅拌，进行复分解反应，反应温度5(Γ80 V，反应时间0.5^3小时，即得到白色的沉淀生成物。(3)将步骤(2)得到的沉淀生成物在3(T80 °C下陈化4小时后过滤，用去离子水洗涤，干燥，即得所需产物。本发明中，步骤(2 )中所述的可溶性铽化合物为硝酸铽、氯化铽、硫酸铽中的任意一种。优选为硝酸铽。本发明中，步骤(3)中所述干燥温度8(Tl20 °C，干燥时间为2Γ72小时。
本发明制备的黄光荧光粉在紫外光激发下产生Tb3+的特征发射峰，通过改变酸酐与稀土 Tb3+的化学反应计量比，所得产物的荧光性能有较大的改变。研究发现，当酸酐与稀土 Tb3+的反应计量比为1:1时，所得产物的荧光性能最强。
图1是本发明实施例1、2、3制备的a、b、c三种黄光荧光粉以338 nm最佳波长激发下的荧光发射光谱图。图中，a表示实施例1制备得到的黄光荧光粉，b表示实施例2制备得到的黄光荧光粉，c表示实施例3制备得到的黄光荧光粉。
具体实施例方式以下实施例是对本发明的进一步说明，不是对本发明的限制。实施例1
I)取2.94 g (0.01 mol) 3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酐溶于50 mL50%乙醇溶剂中，70 1:水浴加热，搅拌下缓慢滴加2 mol/L NaOH溶液至pH 9，继续搅拌I小时。2)皂化完成后，搅拌下将0.005 mol硝酸铽溶液缓慢滴入上述皂化液中，有白色沉淀物生成，滴加完毕，在反应温度70 °C下继续搅拌2小时，使沉淀完全析出。3)白色沉淀生成物在60 °C下陈化2小时，过滤去除滤液，用去离子水洗涤沉淀物三次，并在100 °〇条件下进行干燥，得到白色固体粉末，即制得本发明所述的联苯四甲酸铽配合物a。
在338 nm波长激发下联苯四甲酸铽配合物a的荧光发射光谱图如附图1中的曲线a所示。实施例2
I)取2.94 g (0.01 mol) 3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酐溶于50 mL 95 %乙醇溶剂中，60 1:水浴加热，搅拌下缓慢滴加I mol/L NaOH溶液至pH 9，继续搅拌皂化I小时。2)皂化完成后，搅拌下将0.01 mol硝酸铽溶液缓慢滴入上述皂化液中，有白色沉淀物生成，滴加完毕，在反应温度60 1:条件下继续搅拌3小时，使沉淀完全析出。3)白色沉淀生成物在50 °C下陈化4小时，过滤去除滤液，用去离子水洗涤沉淀物三次，并在110 °〇条件下进行干燥，得到白色固体粉末，即制得本发明所述的联苯四甲酸铽配合物b。在338 nm波长激发下联苯四甲酸铽配合物b的荧光发射光谱图如附图1中的曲线b所示。上述实施例中所得产物b在不同紫外波长激发下发射出红光与绿光，其组合为黄光，黄光色坐标如下表。
薇"发波长(mn)I色坐标I色温(K)
254~460,0.414)2725
280~497, 0.428)2416
335~485,0.443)2633
365|(0.433，0.385)丨2895 '实施例3I)取2.94 g (0.01 mol) 3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酐溶于50 mL75%乙醇溶剂中，65 1:水浴加热，搅拌下缓慢滴加I mol/L NaOH溶液至pH 8，继续搅拌皂化I小时。2)皂化完成后，搅拌下将0.02 mol氯化铽溶液缓慢滴入上述皂化液中，有白色沉淀物生成，滴加完毕，在反应温度65 °C下继续搅拌2小时，使沉淀完全析出。3)白色沉淀生成物在65 °C下陈化3小时，过滤去除滤液，用去离子水洗涤沉淀物三次，并在90 °〇条件下进行干燥，得到白色固体粉末，即制得本发明所述的联苯四甲酸铽配合物C。在338 nm波长激发下联苯四甲酸铽配合物c的荧光发射光谱图如附图1中的曲线c所示。实施例4
I)取2.94 g (0.01 mol) 3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酐溶于100 mL水中，75 °C水浴加热，搅拌下缓慢滴加2 mol/L NaOH溶液至pH 8，继续搅拌皂化I小时。2)皂化完成后，搅拌下将0.005 mol硫酸铽溶液缓慢滴入上述皂化液中，有白色沉淀物生成，滴加完毕，在反应温度75 °C下继续搅拌I小时，使沉淀完全析出。3)白色沉淀生成物在50 °C下陈化3小时，过滤去除滤液，用去离子水洗涤沉淀物三次，并在90 °C下进行干燥，得到白色固体粉末，即制得本发明所述的联苯四甲酸铽配合物d。所制备的联苯四甲酸铽配合物d的荧光发射强度与实施例1中的所制备的联苯四甲酸铽配合物a的荧光发射强度相当。实施例5
I)取2.94 g (0.01 mol) 3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酐溶于100 mL水中，70 °C水浴加热，搅拌下缓慢滴加I mol/L NaOH溶液至pH 9，继续搅拌皂化I小时。2)皂化完成后，搅拌下将0.01 mol硝酸铽溶液缓慢滴入上述皂化液中，有白色沉淀物生成，滴加完毕，在反应温度70 °C下继续搅拌2小时，使沉淀完全析出。3)白色沉淀生成物在70 °C下陈化3小时，过滤去除滤液，用去离子水洗涤沉淀物三次，并在110 °〇条件下进行干燥，得到白色固体粉末，即制得本发明所述的联苯四甲酸铽配合物e。所制备的联苯四 甲酸铽配合物e的荧光发射强度与实施例2中的所制备的联苯四甲酸铽配合物b的荧光发射强度相当。实施例6
I)取2.94 g (0.01 mol) 3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酐溶于50 mL乙醇溶剂中，50 V水浴加热，搅拌下缓慢滴加I mol/L NaOH溶液至pH 8，继续搅拌皂化2小时。2)皂化完成后，搅拌下将0.02 mol氯化铽溶液缓慢滴入上述皂化液中，有白色沉淀物生成，滴加完毕，在反应温度50 °C下继续搅拌3小时，使沉淀完全析出。3)白色沉淀生成物在50 °C下陈化4小时，过滤去除滤液，用去离子水洗涤沉淀物三次，并在100 °〇条件下进行干燥，得到白色固体粉末，即制得本发明所述的联苯四甲酸铺配合物f。所制备的联苯四甲酸铽配合物f的荧光发射强度与实施例3中的所制备的联苯四甲酸铽配合物c的荧光发射强度相当。通过改变酸酐与稀土离子的投料比，所得产物的荧光性能有较大的改变，如图1所示。与铽配合物通常呈绿光发射不同的是所制备的铽配合物除了在544 nm处出现绿光发射外，同时也在615 nm附近出现了红光发射，而且红光发射的强度比绿光发射强度更强。研究发现，当酸酐与稀土 Tb3+离子的反应计量比为1:1时，所得产物b的荧光性能最强。所制备的黄光铽配合物荧光粉除了有无机荧光粉热稳定性高的特点外，同时还克服了无机荧光粉与有机材料的相容性问题，因此，本发明的黄光荧光粉联苯四甲酸铽配合物有望在二极管和 显示领域获得广泛的应用。
权利要求
1.一种紫外光激发的黄光荧光粉的制备方法，其特征在于: (1)将3，3’，4，4’-联苯四甲酸二酐溶于水或乙醇或以任意比例混合的乙醇-水混合溶剂中，置于50 80 1:水浴中，搅拌下缓慢滴加NaOH溶液，调节pH为7 9，继续搅拌0.5 2小时，得到皂化液； (2)按Tb3+与联苯四甲酸二酐摩尔比为4:Γ16的比例，搅拌下将可溶性铽化合物Tb3+加入到步骤(I)所得的皂化液中进行复分解反应，即得到白色的沉淀生成物； (3)将步骤(2)得到的沉淀生成物在3(T80°C下陈化4小时后过滤，用去离子水洗涤，干燥，即得所需产物。
2.根据权利要求1所述的一种紫外光激发的黄光荧光粉的制备方法，其特征在于所述的可溶性铽化合物为硝酸铽、氯化铽、硫酸铽中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种紫外光激发的黄光荧光粉的制备方法，其特征在于所述的可溶性铽化合物优选为硝酸铽。
4.根据权利要求1所述的一种紫外光激发的黄光荧光粉的制备方法，其特征在于所述的干燥，干燥温度为8(T120 °C，干燥时间为2Γ72小时。
5.根据权利要求1所述的一种紫外光激发的黄光荧光粉的制备方法，其特征在于所述的NaOH溶液，其浓度为0.5 5 mo I/L。
6.根据权利要求1所述的一种紫外光激发的黄光荧光粉的制备方法，其特征在于所述的复分解反应，反应温度 5(Γ80 V，反应时间0.5^3小时。
全文摘要
本发明涉及一种发射黄光的联苯四甲酸铽配合物的制备方法。具体步骤为将联苯四甲酸二酐溶于水或乙醇或以任何比例混合的乙醇-水混合溶剂中，置于50~80℃水浴中，搅拌下滴加NaOH溶液，至pH为7~9，继续搅拌，得到皂化液；按Tb3+离子与二酐物质的量的比为4:1~16的比例，搅拌下将计量的可溶性铽化合物加入上述所得的皂化液中，得到白色沉淀；沉淀陈化2~4小时后过滤，用去离子水洗涤，干燥，即得联苯四甲酸铽配合物。本发明的黄光荧光粉制备方法简单，制备条件温和，热稳定性高，发光性能良好，紫外光激发下呈现黄光发射。本发明的黄光荧光粉联苯四甲酸铽配合物可用于黄光、白光二极管及显示领域。
文档编号C07C51/41GK103074054SQ201310029519
公开日2013年5月1日 申请日期2013年1月25日 优先权日2013年1月25日
发明者凌启淡, 林美娟, 王文 申请人:福建师范大学