熒光粉體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種Eu3+摻雜層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)La 2&!〇4熒 光粉體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 銅系稀土材料常見構(gòu)型為A2BO4，屬于層狀鈣鈦礦型氧化物，而層狀鈣鈦礦型氧化 物由于具有特殊的物理化學(xué)性能而被廣泛應(yīng)用。主要應(yīng)用在傳感器、電解質(zhì)、催化劑還有改 善環(huán)境污染等各個(gè)方面，由此對(duì)層狀鈣鈦礦型氧化物的制備研究具有廣闊的應(yīng)用前景：對(duì) 其進(jìn)行金屬摻雜，能夠改變他的結(jié)構(gòu)性能，從而改善它在各個(gè)用途方面的很多不足，所以研 究稀土摻雜對(duì)層狀鈣鈦礦型氧化物的影響也有著無(wú)可取代的意義。
[0003] 制備銅系稀土材料的常見方法包括高溫固相合成法、溶膠凝膠法、共沉淀法、水熱 法、燃燒法等等。本文主要采用的是水溶液法。用該方法制備的前驅(qū)體粉體比較均勻，并且 所得的~804氧化物粉末有較高的反應(yīng)活性，同時(shí)比表面積也相對(duì)較高，而且用這種方法簡(jiǎn) 單快捷，制得的物質(zhì)性質(zhì)均勻穩(wěn)定。
[0004] 對(duì)于稀土發(fā)光材料而言重要的是稀土離子，由于稀土離子含有特殊的4f電子組 態(tài)能級(jí)，當(dāng)其受到激發(fā)時(shí)，4f電子可以在不同能級(jí)間產(chǎn)生激發(fā)躍迀，當(dāng)其退激時(shí)，躍迀至不 同能級(jí)的激發(fā)態(tài)電子又回到原來(lái)的4f電子組能態(tài)，從而產(chǎn)生發(fā)光光譜。即4f-4f和4f-5d 之間的相互躍迀。Eu3+離子的躍迀主要是4f-4f偶極躍迀，發(fā)射特征的紅光。
[0005] 銅酸稀土鹽類物質(zhì)作為熒光基質(zhì)可以被紫外光高效激發(fā)，且具有穩(wěn)定的物理化學(xué) 性質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，成為研究熱點(diǎn)。在La-Cu-O三元體系中，對(duì)鈣鈦礦構(gòu)型La2CuO4的催化性能研 究較多，而對(duì)其為基質(zhì)材料的熒光性質(zhì)研究較少。
[0006] 利用稀土離子摻雜鈣鈦礦結(jié)構(gòu)銅酸鹽基質(zhì)材料，稀土 Eu3+離子被基體激發(fā)而在可 見光區(qū)域內(nèi)發(fā)射紅光，是一種潛在高效的熒光粉體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種Eu3+摻雜層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)La2CuO 4熒光粉體的 制備方法，所得的熒光粉亮度高，粉體粒度大小均勻、分散均勻，顆粒形狀規(guī)則，顆粒一致性 好，熒光轉(zhuǎn)換效率高。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
[0009] -種Eu3+摻雜層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)La 2Cu04熒光粉體的制備方法，包括如下步驟：
[0010] S1、按化學(xué)通式La2u x)Eu2xCu04(0 . 00 5彡X彡0· 07)中的化學(xué)計(jì)量比稱取鑭的可溶 性鹽、銪的可溶性鹽和銅的可溶性鹽，將它們?nèi)芙庥谶m量去離子水中，混合均勻，制備溶液 A；
[0011] S2、取適量檸檬酸溶于醇中，再加入適量有機(jī)堿，得溶液B ;
[0012] S3、將溶液A與B混合，攪拌均勻后，得溶液C，將溶液C緩慢升溫至50-150°C，保 溫3_6h，得膠體D ;
[0013] S4、將所得的膠體D放置于剛玉坩堝中，在空氣氣氛下，在馬弗爐中，900-1100°C 溫度條件下煅燒2-6h后，隨爐冷卻至室溫，得到煅燒產(chǎn)物；
[0014] S5、將所得煅燒產(chǎn)物粉碎、研磨、洗滌、干燥后，得鈣鈦礦結(jié)構(gòu)熒光粉。
[0015] 優(yōu)選的，所述梓檬酸的用量為Cu尚子的3倍量；所述有機(jī)堿的用量為Cu尚子的9 倍量。
[0016] 優(yōu)選的，所述步驟Sl中D的可溶性鹽為硝酸鹽、醋酸鹽、碳酸鹽中的一種或幾種。
[0017] 優(yōu)選的，所述步驟Sl中醇溶液為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的一種或幾種。
[0018] 優(yōu)選的，所述步驟Sl中的有機(jī)堿為氨水、三乙胺中的一種或幾種。
[0019] 優(yōu)選的，所述步驟S5中過(guò)篩具體為過(guò)100-200目篩；洗滌的方法為酸洗、水洗中的 一種或兩種；干燥的溫度為50~150°C，時(shí)間為2~6小時(shí)。
[0020] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0021] 采用水溶液燒結(jié)法制備前驅(qū)體，在空氣氣氛中進(jìn)行煅燒，煅燒溫度低，工藝簡(jiǎn)單， 制備的樣品純度高。由于基質(zhì)與Eu3+離子之間的電荷轉(zhuǎn)移躍迀強(qiáng)烈，使得Eu 3+離子被有效 激發(fā)，因此得到的熒光粉亮度高，樣品形貌觀察顯示粉體顆粒一致性好。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的La2CuO4基體標(biāo)準(zhǔn)卡片（PDF#80-1481)與摻雜Eu離 子熒光粉的X-射線衍射圖譜。其中Eu3+的摻雜量為0. 05 %、1 %、3 %、5 %、7 %。
[0023] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例2所制備的La2u x)Eu2xCuO#制備的熒光粉掃描電鏡圖。 a. La1.9SEuQ.Q2Cu04粉體的掃描電鏡圖；b. La ^4Euq.Q6Cu04粉體的掃描電鏡圖；c. La ^EuaiCuO4粉體的掃描電鏡圖；
[0024] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例3所制備的1^1.9辦。.。 1(：11〇4所制備的熒光粉在27611111激發(fā)下 的發(fā)射光譜。
[0025] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例4所制備的La1.9SEu。.。2&1〇 4所制備的熒光粉在276nm激發(fā)下 的發(fā)射光譜。
[0026] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例5所制備的La1.94Eu。.。 6&1〇4所制備的熒光粉在276nm激發(fā)下 的發(fā)射光譜。
[0027] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例6所制備的La1.94Eua。 6&1〇4所制備的熒光粉在監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)627nm 的激發(fā)譜。
[0028] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例7所制備的La1.9Eu。. AOJMU備的熒光粉在276nm激發(fā)下的 發(fā)射光譜。
[0029] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例8所制備的La3.sEua2Cu〇J；f制備的熒光粉在監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)627nm 的激發(fā)譜。
[0030] 圖9為本發(fā)明實(shí)施例9所制備的La1. S6Eu。. 14&1〇4所制備的熒光粉在276nm激發(fā)下 的發(fā)射光譜。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步 詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā) 明。
[0032] 實(shí)施例1
[0033] 按化學(xué)計(jì)量比稱量2 (1-χ) mmol醋酸鑭（La (CH3COO) 3, A. R. )、2xmmol醋酸銪 (Eu(CH3COO)3, A. R.)和lmmol硝酸銅溶解于適量蒸餾水中，制備溶液A。稱取6mmol檸檬 酸和12mmol三乙胺溶解于30ml乙醇中，制備溶液B。將溶液A和溶液B混合，攪拌lh，放 入80°C的水浴中2h左右，得到膠狀沉淀即前軀體溶膠C。將前軀體溶膠C取出置于剛玉坩 堝中，在馬弗爐中l(wèi)l〇〇°C下煅燒3h，將煅燒物經(jīng)過(guò)粉碎、研磨、過(guò)100~200目篩、用碳酸洗 滌、于50-150°C干燥5小時(shí)即得熒光化合物。
[0034] 得到所需鈣鈦礦結(jié)構(gòu)La2 u x) Eu2xCuO4的熒光粉體。La 2Cu04基體標(biāo)準(zhǔn)卡片 (roF#80-1481)與摻雜Eu離子鈣鈦礦結(jié)構(gòu)熒光粉的X-射線衍射圖譜如圖1所示。
[0035] 使用DX2500型X射線衍射儀對(duì)純La2CuO4和不同Eu 3+摻雜比例樣品進(jìn)行 了測(cè)試，掃描速度為〇. 04 ° /min，2 Θ范圍為10-90 °。如圖1所示，純La2Cu04? 體為正交晶系，空間群為Cmca，純La2O3-TiO^品晶胞參數(shù)為：a=5. 3507 (A)， b=13. 138(A)，c=5. 3988(A);摻雜銪離子后，粉體依舊保持原有構(gòu)型，基本沒(méi)有雜質(zhì) 相。
[0036] 實(shí)施例2
[0037] 按化學(xué)計(jì)量比稱量2 (1-χ) mmol硝酸鑭（La(N03)3, A. R.)、2xmmol醋酸銪 (Eu (NO3) 3, A. R.)和Immol硝酸銅溶解于適量蒸餾水中，制備溶液A。稱取6mmol檸檬酸和 12mmol三乙胺溶解于30ml乙醇中，制備溶液B。將溶液A和溶液B混合，攪拌lh，放入80°C 的水浴中2h左右，得到膠狀沉淀即前軀體溶膠C。將前軀體溶膠C取出置于剛玉坩堝中，在 馬弗爐中IlOOtC下煅燒3h，將煅燒物經(jīng)過(guò)粉碎、研磨、過(guò)100目篩、用碳酸洗滌、于100°C干 燥3小時(shí)即得到所需鈣鈦礦結(jié)構(gòu)La2u x)Eu2xCu04的熒光粉體。La 2Cu04基體與摻雜Eu離子 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)熒光粉的掃描電鏡圖如圖2所示。
[0038] 圖2中a圖為不摻雜Eu的La2CuO4基體的掃描電鏡圖，b圖為L(zhǎng)a I98Euiiq2CuO4粉體 的掃描電鏡圖，c圖為L(zhǎng)a1JEuaiCuO4粉體的掃描電鏡圖；從圖中可以看出，隨著Eu離子摻雜 濃度的增加，粉體顆粒得到細(xì)化。
[0039] 實(shí)施例3
[0040] 按化學(xué)計(jì)量比稱量I. 99mmol醋酸鑭（La (CH3COO) 3, A. R. )、0.0 lmmol醋酸銪 (Eu (CH3COO) 3, A. R.)和Immol硝酸銅溶解于適量蒸餾水中，制備溶液A。稱取4mmol檸檬酸 和8mmol氨水溶解于20ml乙