一種制備摻雜稀土配合物的熒光粉的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及節(jié)能燈用熒光粉材料領(lǐng)域，特別涉及一種用作發(fā)光材料的熒光粉的制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 面對(duì)能源緊張問題，我國(guó)正推廣使用節(jié)能燈替代白熾燈。目前，市場(chǎng)化的節(jié)能燈多 為稀土三基色節(jié)能燈，其中三基色粉主要有：紅粉：Y2〇3:Eu2+，BMA藍(lán)粉：BaMgAl1Q017:Eu2+或 BaMgAl1Q017:Eu2+/Mn2+和CMAT綠粉：(Ce，Tb)MgAln019，這種三基色節(jié)能燈的平均使用壽命長(zhǎng) 達(dá)8000小時(shí)以上，比普通白熾燈泡省電80%左右。
[0003] 然而，三基色熒光粉在實(shí)際應(yīng)用中的問題也日益凸顯出來(lái)：紅粉的松裝密度大，導(dǎo) 致紅粉不易分散，在燈管內(nèi)壁形成的熒光粉薄膜表面均勻性差；BAM藍(lán)粉存在著明顯的熱 劣化和輻照劣化現(xiàn)象，光衰嚴(yán)重；CMAT綠粉在球磨過(guò)程中晶型易被破壞，致其亮度不佳，影 響了節(jié)能燈的光通量；另外，稀土的高成本使得節(jié)能燈的市場(chǎng)價(jià)格比普通白熾燈高四到五 倍，導(dǎo)致稀土三基色節(jié)能燈尚不能完全替代普通白熾燈。
[0004] 但是，鹵粉（即鹵磷酸鈣）來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜，其在紫外輻射下可以產(chǎn)生可見光， 由于鹵粉燈管所消耗的電能大部分用于發(fā)光，因此，鹵粉燈管的發(fā)光效率遠(yuǎn)比白熾燈和鹵 鎢燈高。
[0005] 現(xiàn)在市面上存在許多使用鹵粉替代三基色熒光粉制作節(jié)能燈的生產(chǎn)廠家，但由于 鹵粉的熱穩(wěn)定性差，光衰嚴(yán)重，光通維持率低，因此，它適用于粗管熒光燈中，而以其制作的 鹵粉燈尚不能達(dá)到節(jié)能燈的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
[0006]目前，現(xiàn)有技術(shù)中尚不存在對(duì)鹵粉進(jìn)行改進(jìn)，并用于制作節(jié)能燈的報(bào)導(dǎo)。
[0007] 因此，亟需開發(fā)一種能夠彌補(bǔ)鹵粉作為節(jié)能燈用熒光粉的不足，同時(shí)又能降低節(jié) 能燈的成本的熒光粉及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了解決上述問題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：鹵代苯甲酸與銪形成的 配合物能夠發(fā)出紅色熒光，鹵代苯甲酸與鋱形成的配合物能夠發(fā)出綠色熒光，且它們?cè)诟?溫下均具有良好的穩(wěn)定性，將銪配合物與鋱配合物共同摻雜入普通鹵粉，即鹵磷酸鈣中，制 得的熒光粉在常溫下色坐標(biāo)范圍為（0. 28~0. 34,0. 28~0. 33)，相比于普通鹵粉在常溫下 的色坐標(biāo)（0.25,0. 29)更接近白光的色坐標(biāo)，即該熒光粉所發(fā)的光更接近于白光，而且，生 產(chǎn)該種熒光粉的成本低廉，因此，使用該熒光粉可以有效降低節(jié)能燈的生產(chǎn)成本，同時(shí)發(fā)光 強(qiáng)度及光的色度可以達(dá)到三基色節(jié)能燈的效果，從而完成本發(fā)明。
[0009] 本發(fā)明的目的在于提供以下方面：
[0010] 第一方面，一種制備摻雜稀土配合物的突光粉的方法，其特征在于，該方法包括以 下步驟：
[0011] (1)綠粉的制備，包括以下子步驟：
[0012] (1-1)稱取鹵代苯甲酸、TbCl3 ·6Η20,并加入無(wú)水乙醇，任選地進(jìn)行升溫，得到澄清 溶液；
[0013] (1-2)向步驟（1-1)中得到的澄清溶液中加入三乙胺，攪拌，產(chǎn)生沉淀；
[0014] (1-3)將步驟（1-2)中得到的沉淀抽濾，洗滌，即得鋱的鹵代苯甲酸配合物，即綠 粉；
[0015] (2)紅粉的制備，包括以下子步驟：
[0016] (2-1)稱取鹵代苯甲酸、EuC13 ·6Η20,并加入無(wú)水乙醇，任選地進(jìn)行升溫，得到澄清 溶液；
[0017] (2-2)向步驟（2-1)中得到的澄清溶液中加入三乙胺，攪拌，產(chǎn)生沉淀；
[0018] (2-3)將步驟（2-2)中得到的沉淀抽濾，洗滌，即得銪的鹵代苯甲酸配合物，即紅 粉；
[0019] (3)熒光粉的制備：將上述綠粉、紅粉與鹵粉混合均勻，研磨，制得摻雜稀土配合 物的熒光粉，其中，
[0020] 所述鹵粉為鹵磷酸鈣粉末，
[0021] 綠粉、紅粉與鹵粉按照以下重量份混合，
[0022] 綠粉 0· 5~3. 5重量份
[0023] 紅粉 2~7重量份
[0024] 鹵粉 100重量份，
[0025] 制得熒光粉的紅外光譜在波數(shù)為1593和1415cm1附近存在羧基的伸縮振動(dòng)和反 伸縮振動(dòng)峰，在1682和1591cm1處存在羧基的伸縮振動(dòng)和反伸縮振動(dòng)峰；
[0026] 制得熒光粉的熒光發(fā)射光譜在吸收波長(zhǎng)為612nm附近和544nm附近有強(qiáng)的吸收 峰；
[0027] 制得熒光粉常溫下色坐標(biāo)范圍為（0· 28~0· 34,0· 28~0· 33)。
[0028] 第二方面，根據(jù)上述第一方面的方法制得的摻雜稀土配合物的熒光粉，其紅外光 譜在波數(shù)為1593和1415cm1附近存在羧基的伸縮振動(dòng)和反伸縮振動(dòng)峰；在1682和1591cm1 處存在羧基的伸縮振動(dòng)和反伸縮振動(dòng)峰，熒光發(fā)射光譜在吸收波長(zhǎng)為612nm附近和544nm 附近有強(qiáng)的吸收峰，常溫下色坐標(biāo)范圍為（0. 28~0. 34,0. 28~0. 33)。
[0029] 以下具體說(shuō)明本發(fā)明。
[0030] 由于市售齒粉（如營(yíng)三征科技化工有限公司生產(chǎn)的商品名為"齒磷酸I丐突光粉" 的鹵粉）發(fā)出的光偏藍(lán)色，其色坐標(biāo)為（0.25,0.29)，因此，為使制得的熒光粉發(fā)出的熒光 更接近于白光，即色坐標(biāo)接近于（〇.33,0. 33)，只需要向鹵粉中加入紅粉和綠粉即可，而無(wú) 需額外加入藍(lán)粉。
[0031] 熒光燈的工作溫度隨其額定功率的不同而不同，但由于其使用的光源為冷光源， 艮P，通過(guò)汞蒸氣輻射出的紫外線激發(fā)熒光粉而發(fā)光，因此，熒光燈最高工作溫度在65°C以 下，通常為50°C左右。
[0032] 然而，在將熒光粉加入熒光燈之前需要對(duì)熒光粉進(jìn)行高溫干燥處理，干燥溫度可 達(dá)300°C，因此，需要開發(fā)至少可耐受300°C高溫的紅粉及綠粉。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種制備摻雜稀土配合物的熒光粉的方法，包括以 下步驟：
[0034] 步驟1，綠粉的制備，包括以下子步驟：
[0035] (1-1)稱取鹵代苯甲酸、TbCl3 ·6Η20,并加入無(wú)水乙醇，任選地進(jìn)行升溫，得到澄清 溶液；
[0036] (1-2)向步驟（1-1)中得到的澄清溶液中加入三乙胺，攪拌，產(chǎn)生沉淀；
[0037] (1-3)將步驟（1-2)中得到的沉淀抽濾，洗滌，即得鋱的鹵代苯甲酸配合物，即綠 粉。
[0038] 在步驟（1-1)中，由于鹵代苯甲酸與TbCl3 · 6Η20均可以溶解于無(wú)水乙醇中，且它 們形成的配合物可以以沉淀的形式穩(wěn)定存在于無(wú)水乙醇中，而當(dāng)體系中有水存在時(shí)，生成 的配合物不易析出，因此，本發(fā)明選擇溶劑為無(wú)水乙醇，無(wú)水乙醇為綠色溶劑，無(wú)毒無(wú)害，不 會(huì)造成環(huán)境污染，且可以回收循環(huán)使用，節(jié)約成本。
[0039] 為加速鹵代苯甲酸與TbCl3 ·6Η20在無(wú)水乙醇中的溶解，可任選的對(duì)反應(yīng)體系進(jìn)行 升溫處理，本發(fā)明對(duì)溫度無(wú)特別限定，但由于乙醇易于揮發(fā)，因此，選擇體系溫度低于乙醇 的沸點(diǎn)78°C，優(yōu)選為20~60°C，更優(yōu)選為30~50°C，如40°C。
[0040] 在本發(fā)明中，制備綠粉所用鹵代苯甲酸可以為單取代鹵代苯甲酸、雙取代鹵代苯 甲酸或三取代鹵代苯甲酸，優(yōu)選為單取代鹵代苯甲酸或雙取代鹵代苯甲酸；其中，作為取代 基的鹵素可以為F、C1或Br，優(yōu)選為F或C1，如4-氯苯甲酸、2-氯苯甲酸、3-氯苯甲酸、 4_氟苯甲酸、2-氟苯甲酸、3-氟苯甲酸、2, 4-二氯苯甲酸、2, 3-二氯苯甲酸、3, 4-二氯苯甲 酸、2, 4-二氟苯甲酸、2, 3-二氟苯甲酸、3, 4-二氟苯甲酸、2, 3, 4-三氯苯甲酸、2, 3, 4-三氟 苯甲酸，優(yōu)選為4-氯苯甲酸、4-氟苯甲酸、2, 4-二氯苯甲酸和2, 4-二氟苯甲酸，更優(yōu)選為 4_氯苯甲酸。
[0041] 在步驟（1-2)中，由于鹵代苯甲酸中的羧基可以電離出H+，該電離出的H+可以與 TbCl3 · 6H20中電離出來(lái)的C1-結(jié)合，生成HC1，但該生成的HC1為配合反應(yīng)的副產(chǎn)物，存在 于體系中不利于配合反應(yīng)的進(jìn)行，當(dāng)體系中存在三乙胺時(shí)，三乙胺可與HC1立即反應(yīng)，生成 穩(wěn)定的三乙胺鹽酸鹽，三乙胺鹽酸鹽可以溶解于無(wú)水乙醇，而制得的鋱的鹵代苯甲酸配合 物不溶于無(wú)水乙醇，從而可以將副產(chǎn)物HC1從反應(yīng)體系中除去，同時(shí)，三乙胺不參與配合反 應(yīng)，對(duì)配合反應(yīng)無(wú)影響，因此，本發(fā)明選擇三乙胺