[发明专利]一种稀土掺杂钨酸钙荧光粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钨酸钙荧光粉的制备方法，特别涉及一种稀土掺杂钨酸钙荧光粉的制备方法。

背景技术

荧光粉在国民经济的很多部门都有重要的应用价值，使用的最广泛的是用在荧光灯上，其次是彩色和黑白电视。除此之外，荧光粉也可用于示波器和雷达荧光屏，以及电子-光子转换器、核辐射显示器和X射线增感屏上。总之，荧光粉用途广泛，并且其使用范围也在一年比一年扩大。因而，研制、改进荧光粉具有重要的实际意义。荧光照明的历史始于1938年。到四十年代初期，发明了锰、锑激活卤磷酸钙荧光粉。由于激活剂锰、锑激发的发射光谱在红色区域内辐射量不足，而蓝色辐射又过甚，致使荧光灯显色性较差。但自20世纪60年代稀土氧化物实现高纯化以来，稀土荧光粉的研究相继出现重大技术突破，电视荧光粉、灯用荧光粉、医用荧光粉等的开发、生产与应用取得了惊人的发展。由于产品附加值高、效益显著，已经成为稀土高技术开发的首要领域。虽然稀土荧光粉的用量不到稀土消费总量的4％，但产值却占稀土应用市场销售额的41％，是稀土行业最热门的产业。而钨和稀土是我国的丰产元素，为充分利用钨和稀土资源，寻找新型固体发光材料，近十年来，钨酸盐的应用，受到了广泛的重视，尤其是杂多酸盐的应用，受到广泛重视，研究十分活跃。其中钨酸钙是一种非常有利用前景的钨酸盐。钨酸钙在紫外光激发下会发出蓝色荧光，而且钨酸钙发光性能稳定，是一种很好的荧光材料，为了增加钨酸钙的发光区域，扩大其发光范围，可以对其掺杂稀土离子合成出三原色荧光粉体。

研究表明每种稀土离子掺杂到钨酸钙中都有自己最适宜的掺杂浓度，并且掺杂离子浓度对钨酸钙的荧光性有很大的影响。由于掺杂的钨酸钙荧光粉并不是一种天然物质，因此主要靠人工合成得到。目前钨酸钙掺杂稀土离子的荧光粉体已经有一些，例如李剑秋、黄志良等采用共沉淀法制备了稀土Eu³⁺、Tb³⁺掺杂的CaWO₄三原色(蓝色、绿色和红色)荧光粉体(李剑秋，黄志良，掺Eu³⁺、Tb³⁺钨酸钙的共沉淀法制备及表征)，该方法成功制备了三原色荧光体；刘正伟、刘应亮等制备出了新型红色长余辉发光材料CaWO₄:Eu³⁺(刘正伟，刘应亮，袁定胜等，CaWO₄中Eu³⁺的长余辉发光)；蔡少华、党华等利用水热法合成了Pb²⁺掺杂的钨酸钙荧光粉体(蔡少华，党华，李沅英，水热法合成CaWO₄荧光体的研究)，其利用水热法合成出的CaWO₄:Pb²⁺荧光体，产物相组成单纯，其发光学性能符合使用要求，尤其是荧光体颗粒直径较小，颗粒分布比较集中，适合直接涂敷使用，但其发光性能不是很好。以上几种方法制备的荧光粉中常常掺杂有其他的阴离子，会对荧光粉的发光强度或发光波长产生影响。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明所要解决的技术问题是提供一种反应条件温和，制备过程简单，成本低廉，不会掺杂其他的大阴离子，同时具有优异的物理化学性能的稀土掺杂钨酸钙荧光粉的制备方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种稀土掺杂钨酸钙荧光粉的制备方法，包括以下步骤：

(1)配置摩尔浓度为0.01mol/L的稀土硝酸盐溶液，并加入质量比为1∶5～4∶5的去皮后海绵状墨鱼骨和钨酸铵(分子式为H₄₀N₁₀O₄₁W₁₂)；

(2)将上述混合物于120～180℃的温度下反应24h，后自然冷却到室温；

(3)将反应产物用蒸馏水冲洗，干燥，在200-1000℃的温度下煅烧2h，即得到不同发光性能的稀土掺杂的钨酸钙荧光粉。

步骤(1)中所述的稀土硝酸盐是指硝酸镧(分子式为La(NO₃)₃)、硝酸钕(分子式为Nd(NO₃)₃)或硝酸铽(分子式为Tb(NO₃)₃)；

步骤(1)中所述加入钨酸铵后混合物中的钨酸根离子浓度为0.015～0.025mol/l；

步骤(3)中所述的干燥温度为100～150℃，干燥时间为2～5h。