专利名称：长余辉磷光粉燃烧制备法的制作方法
长余辉磷光粉的应用范围属照明工程领域。
该领域目前国内外的研究方向多为制备灯用荧光粉，如1997年复旦大学学报NO．1用燃烧法制备灯用荧光粉；又如发明专利申请号91107337用高温固相法制备长余辉材料，即夜光涂料，其延时时间为可达十几至几十小时，对于长余辉磷光体的制备多采用高温固相法，温度为1200℃～1600℃；又如铝酸盐荧光体的制备，日本国采用高温固相法，温度为1600℃～2000℃，制备灯用荧光粉。
本发明的目的，鉴于现有的长余辉材料多采用高温固相法制备，其合成的晶体颗粒度较大，而社会的需求量又大，特研制开发长余辉磷光粉燃烧制备法，采用试剂级原料，用低温燃烧法制备长余辉磷光粉，该方法制备快捷、工艺可控性好、应用范围更为广泛。
本发明为长余辉磷光粉燃烧制备法，采用燃烧制备法合成磷光粉，其配方为碱土金属盐铕、另加上一种以上其他稀土元素，按比例将原料制成纯净的硝酸盐水溶液，并加入适量的有机燃料和助熔剂及燃烧助剂，置于石英器皿内或瓷坩埚中(非金属器皿)，其燃烧物质和容器的容积比为0．02g／ml～0．2g／ml，采用二步加热，即先用加热板快速加热到200℃～400℃，使其溶液被蒸发变浓，再立即进入到炉温为500℃～900℃的马弗炉中或特制的燃烧炉中，并用惰性气体或氮气去置换反应炉中的空气，使炉区处于缺氧状态，将物料点燃，其加热速率为40℃／min～300℃／min，经燃烧合成长余辉磷光材料，并将其冷却，再经光照后在暗室中进行筛选，将合格材料磨成粉，其晶体粒径可达纳米级，即得长余辉磷光粉。
亦可按比例将原料制成纯净的硝酸盐水溶液，并加入适量的有机燃料和助熔剂及燃烧助剂，置于容器内，再直接移到炉温为500℃～900℃的马弗炉中，经燃烧合成长余辉磷光材料，并将其冷却，经光照后在暗室中进行筛选，将合格材料磨成粉，即得长余辉磷光粉。
本发明的磷光材料是碱土金属盐的一种或几种为基质，二价铕离子为激活剂，稀土元素Pr、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或几种为敏化剂，其以碱土金属盐为基质的长余辉材料的配方(重量百分比)如下Al(NO3)335～85％；Ca(NO3)20～40％；Mg(NO3)20～30％； Ba(NO3)20～60％；Zn(NO3)20～45％； Sr(NO3)20～50％；Eu(NO3)30．01～10％； Pr(NO3)40～10％；Pr(NO3)30～10％； Gd(NO3)30～10％；Tb(NO3)30～5％； Tb(NO3)40～5％；Dy(NO3)30～10％； Ho(NO3)30～10％；Er(NO3)30～10％； Tm(NO3)30～10％；Yb(NO3)30～10％； Lu(NO3)30～10％。
在燃烧制备过程中，助熔剂的加入量为B2O3(0～16％)或H3BO3(0～20％)；加入的还原剂为甘氨酸或草酸或尿素或肼类有机燃料；加入氧化剂的硝酸盐和加入还原剂的有机燃料的化学计量的摩尔比为1∶1～1∶10；对其燃烧助剂的加入量硝酸铵为0～30％或氯酸铵为0～40％或硝酸为0～60％。
本发明是一种既快速又简便地制备长余辉磷光粉的低温燃烧合成方法，本法采用硝酸盐和有机燃料混合物为原料，将盛有这种混合物的容器放置于具有一定炉温的马弗炉或置于特制的燃烧炉中，以一定加热速率加热，在特定的温度下点火燃烧后，即可获得泡沫状疏松的长余辉材料，整个过程只需几分钟，且由燃烧法制得的磷光体的晶粒直径可达纳米级，经磨成粉状后的晶体形状几乎不受破坏，且粉状材料的发光亮度与泡沫状产物的发光亮度的差别并不显著。低温燃烧法制备的长余辉材料其突出的优点是点火温度低、工艺过程可控性好，可制备出更小晶粒的长余辉材料，具有更为广泛的用途，并将具有显著的经济效益和社会效益。
本发明具有的优点及效果1．低温快速燃烧合成，节省能源；2．工艺过程可控性好；3．磷光粉晶粒直径可达纳米级，适用的范围广；4．余辉时间长，可达33小时以上；5．与高温固相反应合成法相比，本法具有反应时间短、制得的磷光材料疏松、硬度小、晶体粒径小等优点；6．本发明制得的长余辉磷光粉能用于印刷，亦适用于作发光装饰、工艺品及各种夜光标记等指示照明和装饰照明。
实施例1．称取分析纯SrCO311．380g，加蒸馏水约20ml，再边搅拌边加入分析纯浓硝酸(65％)21．4g，加热溶解后，冷至室温再稀释至50ml。
2．称取分析纯Al(NO3)3·9H2O 37．513g，加蒸馏水溶解后，稀释至50ml。
3．称取Eu2O3(4N)1．100g，加蒸馏水约4ml，边搅拌边加入分析纯浓硝酸(65％)6．9g，待溶解冷却后，稀释至25ml。
4．称取Dy2O3(3N)2．331g，加蒸馏水约4ml，边搅拌边加入分析纯浓硝酸(65％)13．9g，待加热溶解冷却后，稀释至25ml。
5．称取分析纯H3BO31．546g，加水溶解后，稀释至50ml。
将上述溶液按准确的体积比Sr(NO3)2∶Al(NO3)3∶Eu(NO3)3∶Dy(NO3)3∶H3BO3=3∶5∶0．5∶0．25∶2．9取出置于一石英器皿中，混匀，再按3ml Sr(NO3)2溶液加入尿素量4．8g，然后直接快速加热至200℃～400℃，再将石英器皿放入炉温为500℃～900℃并充有N2保护的箱式电炉中，1分～5分钟后即发生自发燃烧反应，燃烧持续数十秒钟后结束，取出冷却后即得疏松的泡沫状长余辉发光材料，研细后即为长余辉磷光粉产品。
权利要求
1．一种长余辉磷光粉燃烧制备法，采用低温燃烧合成磷光粉，其配方为碱土金属盐铕、再加上一种以上的稀土元素，按比例将原料制成纯净的硝酸盐水溶液，并加入适量的有机燃料和助熔剂及燃烧助剂，置于石英器皿内或瓷坩埚中，其燃烧物质和容器的容积比为0．02g／ml～0．2g／ml，采用二步加热，先用加热板快速加热到200℃～400℃使溶液蒸发变浓，再进入到炉温为500℃～900℃的马弗炉中或特制的燃烧炉中，在炉内用惰性气体或氮气置换反应炉中的空气，使炉区处于缺氧状态，将物料点燃，其加热速率为40℃／min～300℃／min，经燃烧合成长余辉磷光材料，并将其冷却，经光照后在暗室中进行筛选，将合格材料磨成粉，粒径可达纳米级，即得长余辉磷光粉。
2．如权利要求1所述的长余辉磷光粉燃烧制备法，按比例将原料制成纯净的硝酸盐水溶液，并加入适量的燃料及助熔剂和燃烧助剂，置于容器内，再直接移到炉温为500℃～900℃的马弗炉中，经燃烧合成长余辉磷光材料，并将其冷却，经光照后在暗室中进行筛选，将合格材料磨成粉，即得长余辉磷光粉。
3．如权利要求1所述的长余辉磷光粉燃烧制备法，其磷光材料是碱土金属盐的一种或几种为基质，二价铕离子为激活剂，稀土元素Pr、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或几种为敏化剂；其碱土金属盐为基质的长余辉材料的配方(重量百分比)如下Al(NO3)335～85％；Ca(NO3)20～40％；Mg(NO3)20～30％ Ba(NO3)20～60％；Zn(NO3)20～45％； Sr(NO3)20～50％；Eu(NO3)20．01～10％； Pr(NO3)40～10％；Pr(NO3)30～10％； Gd(NO3)30～10％；Tb(NO3)30～5％； Tb(NO3)40～5％；Dy(NO3)30～10％； Ho(NO3)30～10％；Er(NO3)30～10％； Tm(NO3)30～10％；Yb(NO3)30～10％； Lu(NO3)30～10％。
4．如权利要求1所述的长余辉磷光粉燃烧制备法，其助熔剂B2O3加入量为0～16％。
5．如权利要求1所述的长余辉磷光粉燃烧制备法，其助熔剂H3BO3加入量为0～20％。
6．如权利要求1所述的长余辉磷光粉燃烧制备法，其还原剂为甘氨酸。
7．如权利要求1所述的长余辉磷光粉燃烧制备法，其还原剂为尿素。
8．如权利要求1所述的长余辉磷光粉燃烧制备法，其作为氧化剂的硝酸盐和作为还原剂的有机燃料化学计量摩尔比为1∶1～1∶10。
9．如权利要求1所述的长余辉磷光粉燃烧制备法，其燃烧助剂硝酸铵的加入量为0～30％。
10．如权利要求1所述的长余辉磷光粉燃烧制备法，其燃烧助剂硝酸的加入量为0～60％。
全文摘要
长余辉磷光粉的应用范围属照明工程领域。需解决的技术问题是采用低温燃烧法制备长余辉磷光粉。主要技术特征是按比例将原料先制成纯净的硝酸盐水溶液,并加入适量的有机燃料和助熔剂及燃烧助剂,置于石英器皿内,采用二步加热法,即先使溶液升温蒸发变浓,再移入马弗炉中经燃烧合成,仅需几分钟即可获得长余辉磷光材料,并将合格材料磨成粉,晶体粒径可达纳米级。能适用于印刷,亦可作发光装饰、工艺品及各种夜光标记等指示照明用。
文档编号C09K11/78GK1294170SQ99117330
公开日2001年5月9日 申请日期1999年10月29日 优先权日1999年10月29日
发明者陈仲林, 张玉奇, 万体智, 严德忠 申请人:重庆建筑大学