一種球形YAG:Ce的制備方法
【專利說明】—種球形YAG:Ce的制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及YAG的制備領(lǐng)域，特別涉及一種球形YAG:Ce的制備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]稀土鈰離子摻雜釔鋁石榴石(YAG)是一種富有悠久歷史和應(yīng)用廣泛的發(fā)光材料。近年來，因其在白光發(fā)光二極管(LED)中應(yīng)用，使人們重新燃起了對(duì)這種材料的高度興趣。YAG屬于石榴石型立方晶系，其晶格常數(shù)為12.002A。它的分子式結(jié)構(gòu)可寫為=L3B2 (AO4) 3，其中L，A，B分別代表三種格位。單位晶胞中有八個(gè)Y3Al5O12分子，共包含24個(gè)釔離子，40個(gè)鋁離子，96個(gè)氧離子。其中，每個(gè)釔離子都處于由8個(gè)氧離子配位的十二面體的L格位，16個(gè)鋁離子處在由6個(gè)氧離子配位的八面體的B格位，另外24個(gè)鋁離子處于由4個(gè)氧離子配位的四面體的A格位上。八面體的鋁離子成體心立方結(jié)構(gòu)，四面體的鋁離子和十二面體的釔離子處在立方體的面等分線上，八面體和四面體都是變形的。
[0005]1991年，Inoue等人采用1，4_ 丁二醇做反應(yīng)溶劑在300°C的密閉反應(yīng)Il中恒溫反應(yīng)制得純相的YAG，此方法又稱之為醇解法。隨后，Isobe等人也報(bào)道了利用1，4-丁二醇作反應(yīng)溶劑制備1nm左右的納米晶粒，并采用聚乙二醇對(duì)其表面進(jìn)行修飾以增強(qiáng)其發(fā)光性能。受Isobe的研宄的啟發(fā)，Nyman等人亦采用類似的合成路線在225°C下反應(yīng)4?14天制備YAG = Ce納米晶體。但是如何合成特定形貌的YAG:Ce仍然是現(xiàn)有技術(shù)中的難題之一。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種一種球形YAG:Ce的制備方法。
[0008]一種球形YAG:Ce的制備方法，包括以下步驟:
51)按照化學(xué)計(jì)量比將硝酸鋁、硝酸釔和硝酸鈰溶于無水乙醇溶劑中形成混合液A;
52)在混合液A中加入三乙烯四胺，然后在室溫下攪拌6~10h形成前軀體；
53)將所得的前軀體分散于三乙烯四胺溶劑中形成混合液B;
54)然后將所述混合液B轉(zhuǎn)入水熱反應(yīng)釜中溶劑熱250°C下反應(yīng)，反應(yīng)后以2°C/小時(shí)~5°C /小時(shí)降至室溫得到所述球形YAG..Ce。
[0009]進(jìn)一步的，所述S2步驟中加入的三乙烯四胺和SI步驟中無水乙醇的體積比為0.5-4:15 ο
[0010]進(jìn)一步的，所述S3步驟中加入的三乙烯四胺占水熱反應(yīng)釜的填充度為25%~75%。
[0011]進(jìn)一步的，所述溶劑熱反應(yīng)時(shí)間為8~120小時(shí)。
[0012]本發(fā)明具有如下有益效果:
與現(xiàn)有的合成技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著的特點(diǎn):本發(fā)明采用簡(jiǎn)單的溶劑熱合成法，制備了形貌均一的球形YAG:Ce，此方法無需高溫焙燒，產(chǎn)率高，重復(fù)性好，得到的材料作為熒光粉使用時(shí)，該樣品的發(fā)光強(qiáng)度大，發(fā)光效率高。
[0013]
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的球形YAG:Ce的XRD衍射圖。
[0015]圖2為本發(fā)明的球形YAG:Ce的掃描電鏡圖。
[0016]圖3為本發(fā)明的球形YAG:Ce的熒光光譜圖。
[0017]
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0019]實(shí)施例1
按Y3_xAl5012:Cex(X=0.02).的化學(xué)計(jì)量比，用電子分析天平精確稱取硝酸鋁(Al (NO3) 3.9H20，99%)、硝酸釔(Y (NO3) 3.6H20，99.99%)、硝酸鈰(Ce (NO3) 3.6H20，99%)，其中Al(NO3)3.9H20 0.9379go將上述硝酸鹽溶于15 mL無水乙醇中形成混合液A ;然后在混合液A加入4 mL三乙烯四胺，在室溫下攪拌8h形成前軀體；然后將此前驅(qū)體先減壓抽濾并用無水乙醇沖洗三次以除去殘余的雜質(zhì)離子，再將所得前驅(qū)體其放入反應(yīng)釜中，加入填充度為25%的三乙烯四胺(在本實(shí)施例中為10 mL)做反應(yīng)溶劑；將反應(yīng)釜放置于恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，在250°C下恒溫反應(yīng)72h，反應(yīng)后以3°C /小時(shí)降至室溫，將其先減壓抽濾并用無水乙醇沖洗三次并在80°C下的干燥箱中保溫12h，即可得到所需的黃色YAG = Ce熒光粉。YAG = Ce熒光粉的 XRD 譜圖如圖1 所示，在 2 Θ =18.1 °，27.6。，29.7。，33.3。，36.4。，41.0。，46.6°，55.1°以及57.4。下的衍射峰與立方形相YAG的標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片(JCPDS card N0.33-0040)完全一致。材料形貌通過掃描電鏡結(jié)果得到，如圖2所示，如圖可看出材料為均勻的球形結(jié)構(gòu)。而該YAG:Ce熒光粉的熒光光譜圖如圖3所示，激發(fā)波長(zhǎng)為455 nm，測(cè)得發(fā)射光譜為可見光區(qū)的寬鋒，最高的發(fā)射峰位置在525nm，對(duì)應(yīng)的顏色為黃綠色。
[0020]實(shí)施例2
按Y3_xAl5012:Cex(X=0.08).的化學(xué)計(jì)量比，用電子分析天平精確稱取硝酸鋁(Al (NO3) 3.9H20，99%)、硝酸釔(Y (NO3) 3.6H20，99.99%)、硝酸鈰(Ce (NO3) 3.6H20，99%)，其中Al(NO3)3.9H20 0.9379go將上述硝酸鹽溶于15 mL無水乙醇中形成混合液A ;然后在混合液A加入0.5 mL三乙烯四胺，在室溫下攪拌6h形成前軀體；然后將此前驅(qū)體先減壓抽濾并用無水乙醇沖洗三次以除去殘余的雜質(zhì)離子，再將所得前驅(qū)體其放入反應(yīng)釜中，加入填充度為50%的三乙烯四胺(在本實(shí)施例中為20 mL)做反應(yīng)溶劑；將反應(yīng)釜放置于恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，在250°C下恒溫反應(yīng)24h，反應(yīng)后以2V /小時(shí)降至室溫，將其先減壓抽濾并用無水乙醇沖洗三次并在80°C下的干燥箱中保溫12h，即可得到所需的黃色YAG:Ce熒光粉。所得產(chǎn)物經(jīng)表征后X射線粉末衍射、掃描電鏡和熒光光譜圖(同實(shí)施例1制備的圖譜類似)。
[0021]實(shí)施例3
按Y3_xAl5012:Cex(X=0.04).的化學(xué)計(jì)量比，用電子分析天平精確稱取硝酸鋁(Al (NO3) 3.9H20，99%)、硝酸釔(Y (NO3) 3.6H20，99.99%)、硝酸鈰(Ce (NO3) 3.6H20，99%)，其中Al(NO3)3.9H20 0.9379go將上述硝酸鹽溶于15 mL無水乙醇中形成混合液A ;然后在混合液A加入I mL三乙烯四胺，在室溫下攪拌1h形成前軀體；然后將此前驅(qū)體先減壓抽濾并用無水乙醇沖洗三次以除去殘余的雜質(zhì)離子，再將所得前驅(qū)體其放入反應(yīng)釜中，加入填充度為4%的三乙烯四胺(在本實(shí)施例中為12.5 mL)做反應(yīng)溶劑；將反應(yīng)釜放置于恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，在250°C下恒溫反應(yīng)120h，反應(yīng)后以5°C /小時(shí)降至室溫，將其先減壓抽濾并用無水乙醇沖洗三次并在80°C下的干燥箱中保溫12h，即可得到所需的黃色YAG:Ce熒光粉。所得產(chǎn)物經(jīng)表征后X射線粉末衍射、掃描電鏡和熒光光譜圖(同實(shí)施例1制備的圖譜類似)。
[0022]實(shí)施例4
按Y3_xAl5012:Cex(X=0.06).的化學(xué)計(jì)量比，用電子分析天平精確稱取硝酸鋁(Al (NO3) 3.9H20，99%)、硝酸釔(Y (NO3) 3.6H20，99.99%)、硝酸鈰(Ce (NO3) 3.6H20，99%)，其中Al(NO3)3.9H20 0.9379go將上述硝酸鹽溶于15 mL無水乙醇中形成混合液A ;然后在混合液A加入2 mL三乙烯四胺，在室溫下攪拌8h形成前軀體；然后將此前驅(qū)體先減壓抽濾并用無水乙醇沖洗三次以除去殘余的雜質(zhì)離子，再將所得前驅(qū)體其放入反應(yīng)釜中，加入填充度為4%的三乙烯四胺(在本實(shí)施例中為12.5 mL)做反應(yīng)溶劑；將反應(yīng)釜放置于恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，在250°C下恒溫反應(yīng)120h，反應(yīng)后以4°C /小時(shí)降至室溫，將其先減壓抽濾并用無水乙醇沖洗三次并在80°C下的干燥箱中保溫12h，即可得到所需的黃色YAG:Ce熒光粉。所得產(chǎn)物經(jīng)表征后X射線粉末衍射、掃描電鏡和熒光光譜圖(同實(shí)施例1制備的圖譜類似)。
[0023]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制，但凡采用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術(shù)方案，均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種球形YAG:Ce的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:51)按照化學(xué)計(jì)量比將硝酸鋁、硝酸釔和硝酸鈰溶于無水乙醇溶劑中形成混合液A; 52)在混合液A中加入三乙烯四胺，然后在室溫下攪拌6~10h形成前軀體； 53)將所得的前軀體分散于三乙烯四胺溶劑中形成混合液B; 54)然后將所述混合液B轉(zhuǎn)入水熱反應(yīng)釜中溶劑熱250°C下反應(yīng)，反應(yīng)后以2°C/小時(shí)~5°C /小時(shí)降至室溫得到所述球形YAG..Ce。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種球形YAG:Ce的制備方法，其特征在于:所述S2步驟中加入的三乙烯四胺和SI步驟中無水乙醇的體積比為0.5-4:15ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種球形YAG:Ce的制備方法，其特征在于:所述S3步驟中加入的三乙烯四胺占水熱反應(yīng)釜的填充度為25%~75%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種球形YAG:Ce的制備方法，其特征在于:所述溶劑熱反應(yīng)時(shí)間為8~120小時(shí)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及YAG的制備領(lǐng)域，特別涉及一種球形YAG：Ce的制備方法。一種球形YAG：Ce的制備方法，包括以下步驟：S1）按照化學(xué)計(jì)量比將硝酸鋁、硝酸釔和硝酸鈰溶于無水乙醇溶劑中形成混合液A；S2）在混合液A中加入三乙烯四胺，然后在室溫下攪拌6~10h形成前軀體；S3）將所得的前軀體分散于三乙烯四胺溶劑中形成混合液B；S4）然后將所述混合液B轉(zhuǎn)入水熱反應(yīng)釜中溶劑熱250℃下反應(yīng)，反應(yīng)后降至室溫得到所述球形YAG：Ce。與現(xiàn)有的合成技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著的特點(diǎn)：本發(fā)明采用簡(jiǎn)單的溶劑熱合成法，制備了形貌均一的球形YAG：Ce，此方法無需高溫焙燒，產(chǎn)率高，重復(fù)性好，得到的材料作為熒光粉使用時(shí)，該樣品的發(fā)光強(qiáng)度大，發(fā)光效率高。
【IPC分類】C09K11-80
【公開號(hào)】CN104830338
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510249803
【發(fā)明人】趙豐華, 王立開, 侯婷婷, 李志堅(jiān)
【申請(qǐng)人】廣東工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月18日