[发明专利]核壳结构的红色荧光粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土化合物荧光粉，特别涉及含Y₂O₃:Eu³⁺的红色荧光粉及其制备方法。

背景技术

稀土发光材料在很多领域有巨大的应用价值，如照明、成像显示、辐射探测、应急指示、建筑装饰和工艺美术等领域。随着照明光源用量的不断增大，稀土用量也不断增大；用于发光材料生产的荧光级稀土产品的市场价格也不断攀升。为了减少高价稀土用量、降低产品生产成本和增加产品市场竞争力，研究者们一方面研究和开发新的发光材料，另一方面探寻廉价高效的新型发光材料。

Y₂O₃:Eu³⁺是一种性能优良的稀土发光材料，其发光效率高且有较高的色纯度和光维持特性。作为节能荧光灯用红色荧光粉，Y₂O₃:Eu³⁺是目前不可替代的。从Y₂O₃:Eu³⁺红粉的组成来看，由于铕、钇化合物原料的价格差距较大，降低产品中铕的含量能有效地降低产品生产中高价原料的消耗，起到降低生产成本的效果。因此，寻求降低铕含量的方法与技术，成为研究者研究与开发Y₂O₃:Eu³⁺红粉的关键问题。

发明内容

针对现有Y₂O₃:Eu³⁺红色荧光粉铕含量高，成本难以降低的成本问题，本发明提出一种核壳结构的红色荧光粉MgO·Y₂O₃:Eu³⁺，其制备工艺简单，在紫外线不能深入的核部分为MgO，壳部分为起到主要转换作用的Y₂O₃:Eu³⁺红色荧光粉；从而较大程度地降低了Y₂O₃:Eu³⁺红粉生产中铕的用量，其技术方案如下：

（1）称取5-20g硝酸镁溶解于去离子水中配成溶液，并加热到70℃；

（2）称取0.1-0.4g三聚磷酸钠加入到预先配制的0.4mol/L碳酸钾溶液中，形成的混合溶液加热到70℃；

（3）称取0.004g碱式碳酸镁加入去离子水中配成悬浊液，超声波处理15min；

（4）将步骤（1）、（2）中的溶液搅拌混合，再迅速加入几滴步骤（3）中的悬浊液，搅拌1min，再将混合溶液在70℃静置2h，随后升温至100℃静置2h；

（5）将步骤（4）中的产物经过离心分离，去离子水、酒精洗涤数次后得到白色粉体，再经过300℃保温2h处理，冷却至室温后又经过550℃热处理7h，冷却后得到制备内核的白色MgO粉末；

（6）将某商用钇、铕共沉淀粉溶于5ml硝酸中，将此溶液蒸干后得到硝酸铕和硝酸铕的混合物，加入一定量去离子水配成硝酸钇、铕混合溶液；

（7）称取2.0-10.0g尿素溶于去离子水中配成溶液；

（8）将步骤（6）、（7）中的溶液混合，并加入2.0g步骤（5）中的MgO粉末，90℃搅拌3h，溶液冷却至室温；

（9）将步骤（8）中的产物经过离心分离，去离子水、酒精洗涤数次后70℃烘干24h，再经过1200℃热处理4h，冷却至室温，得到最终产物的固体粉末，该固体粉末的粉体为核壳结构，粉体内部的核为MgO，外壳层为Y₂O₃:Eu³⁺荧光粉。

本方案实现了Y₂O₃:Eu³⁺红色荧光粉的光谱性能，适用于现有的荧光灯荧光粉方案中，同时，这种核壳结构荧光粉用MgO作为紫外线无法到达的内核部分，替代了原有的纯Y₂O₃:Eu³⁺方案，使荧光粉颗粒中稀土元素Y、Eu的含量大幅降低。该荧光粉颗粒的方案降低了稀土元素钇和铕的含量，从而降低生产成本。

附图说明

以下结合附图实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例一制备的MgO的XRD图；

图2是本发明实施例一制备的核壳结构MgO·Y₂O₃:Eu³⁺荧光粉的XRD图；

图3是本发明实施例一制备的MgO的SEM图；