[发明专利]一种红绿蓝共混白光荧光粉的制备方法

摘要

本发明涉及一种红绿蓝共混白光荧光粉的制备方法，采用氯化铕、氯化铽、硫酸铍为原料，先制备红、绿、蓝稀土配合物，然后制备红、绿、蓝单色聚合物，最后将红、绿、蓝单色聚合物按比例共混，合成白光荧光粉，此制备方法工艺先进，数据翔实准确，白光荧光粉发光效率高，发光纯度好，色坐标为x=0.3253，y=0.3301，发白光，可有效防止掺杂时的猝灭现象，是理想的制备白光稀土荧光粉的方法。

主权项

1.一种红绿蓝共混白光荧光粉的制备方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：氯化铕、α-噻吩甲酰三氟丙酮、10-十一烯酸、氯化铽、邻氨基苯甲酸、硫酸铍、2-（2-羟基苯基）苯并噻唑、α-甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、偶氮二异丁腈、氢氧化钠、三氯甲烷、无水乙醇、无水甲醇、二甲基亚砜、氮气，其准备用量如下：以克、毫升、厘米³为计量单位氯化铕：                  EuCl₃·6H₂O            0.3663g±0.0001gα-噻吩甲酰三氟丙酮：      C₈H₅F₃O₂S             0.6664g±0.0001g10-十一烯酸：             C₁₁H₂₀O₂               1.5mL±0.01mL氯化铽：                  TbCl₃·6H₂O            0.3733g±0.0001g邻氨基苯甲酸：            C₇H₇NO₂              0.4114g±0.0001g硫酸铍：                  BeSO₄·4H₂O           0.3542g±0.0001g2-(2-羟基苯基)苯并噻唑：   C₁₃H₉NOS             0.4544g±0.0001gα-甲基丙烯酸：            C₄H₆O₂                1.0mL±0.01mL甲基丙烯酸甲酯：          C₅H₈O₂                5.0mL±0.1mL偶氮二异丁腈：            C₈H₁₂N₄               0.0300g±0.0001g氢氧化钠：                NaOH                 20g±0.1g三氯甲烷：                CHCl₃                500mL±10mL无水乙醇：                C₂H₆O                5000mL±10mL无水甲醇：                CH₄O                 2000mL±10mL二甲基亚砜：              C₂H₆OS               1500mL±1mL氮气：                    N₂                    10000cm³±100cm³制备方法如下：    （1）配制溶液配制氯化铕乙醇溶液称取氯化铕0.3663g±0.0001g，量取无水乙醇5.0mL±0.1mL，置于烧杯中，用搅拌器搅拌5min，成0.2mol/L的氯化铕乙醇溶液；配制α-噻吩甲酰三氟丙酮乙醇溶液称取α-噻吩甲酰三氟丙酮0.6664g±0.0001g，量取无水乙醇5.0mL± 0.1mL，置于烧杯中，用搅拌器搅拌5min，成0.6mol/L的α-噻吩甲酰三氟丙酮乙醇溶液；配制10-十一烯酸乙醇溶液称取10-十一烯酸1.218mL±0.001mL，量取无水乙醇30.0mL ± 0.1mL，置于烧杯中，用搅拌器搅拌5min，成0.2mol/L的10-十一烯酸乙醇溶液；配制氢氧化钠乙醇溶液称取氢氧化钠20.0g±0.1g，量取无水乙醇50.0mL+±0.1mL，置于烧杯中，用搅拌器搅拌5min，成1mol/L的氢氧化钠乙醇溶液；配制氯化铽乙醇溶液称取氯化铽0.3733g±0.0001g，量取无水乙醇5.0mL±0.1mL，置于烧杯中，用搅拌器搅拌5min，成0.2mol/L的氯化铽乙醇溶液；配制邻氨基苯甲酸乙醇溶液称取邻氨基苯甲酸0.4114g±0.0001g，量取无水乙醇5.0mL±0.1mL，置于烧杯中，用搅拌器搅拌5min，成0.6mol/L的氯化铕邻氨基苯甲酸乙醇溶液；配制硫酸铍甲醇溶液称取硫酸铍0.3542g±0.0001g，量取无水甲醇5.0mL±0.1mL，置于烧杯中，用搅拌器搅拌5min，成0.4mol/L的硫酸铍甲醇溶液；配制2-(2-羟基苯基)苯并噻唑乙醇溶液称取2-(2-羟基苯基)苯并噻唑0.4544g±0.0001g，量取无水甲醇8.0mL± 0.1mL，置于烧杯中，用搅拌器搅拌5min，成0.25mol/L的2-(2-羟基苯基)苯并噻唑甲醇溶液；配制氢氧化钠甲醇溶液称取氢氧化钠20.0g±0.1g，量取无水甲醇50.0mL+±0.1mL，置于烧杯中，用搅拌器搅拌5min，成1mol/L的氢氧化钠甲醇溶液；（2）制备红光荧光粉制备红光荧光粉是在三口烧瓶中进行的，是在加热、搅拌、滴加溶液过程中完成的； 将三口烧瓶置于电加热套上，在三口烧瓶上部从左至右依次插入滴液漏斗、搅拌器、酸碱度计；将10-十一烯酸乙醇溶液5mL加入三口烧瓶中，开启电加热器，加热10-十一烯酸乙醇溶液至50℃±2℃，开启搅拌器，开始搅拌；将氯化铕乙醇溶液5mL加入滴液漏斗中，进行滴加，滴加速度1mL/min，边滴加边搅拌；将氢氧化钠乙醇溶液5mL加入滴液漏斗中，进行滴加，滴加速度1mL/min，边滴加边搅拌，调节pH值为4.5-5.5，反应时间30min；将α-噻吩甲酰三氟丙酮乙醇溶液5mL加入滴液漏斗中，进行滴加，滴加速度1mL/min，边滴加边搅拌，调节pH值为6.5-7.0；继续反应180min；停止加热，停止搅拌，使其随瓶静置冷却至25℃，并沉淀，得反应溶液；抽滤，将反应溶液置于抽滤瓶上的布氏漏斗中，用微孔滤膜抽滤，滤膜上得产物滤饼，废液抽至滤瓶中；洗涤、抽滤，将产物滤饼置于烧杯中，加入无水乙醇100mL，搅拌洗涤5min；然后进行抽滤，洗涤、抽滤重复进行5次，得产物滤饼；真空干燥，将产物滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度60℃±2℃，真空度-0.08Mpa，干燥时间240min，干燥后得：铕红光荧光粉；（3）制备绿光荧光粉制备绿光荧光粉是在三口烧瓶中进行的，是在加热、搅拌、滴加溶液过程中完成的； 将三口烧瓶置于电加热套上，在三口烧瓶上部从左至右依次插入滴液漏斗、搅拌器、酸碱度计；将10-十一烯酸乙醇溶液5mL加入三口烧瓶中，开启电加热器，加热至50℃±2℃，开启搅拌器搅拌；将氯化铽乙醇溶液5mL加入滴液漏斗中，进行滴加，滴加速度1mL/min，边滴加边搅拌，时间5min；将氢氧化钠乙醇溶液5mL加入滴液漏斗中，并滴加搅拌，滴加速度1mL/min，边滴加边搅拌，调节pH值为5.5-7.0；将邻氨基苯甲酸乙醇溶液5mL加入滴液漏斗中，并滴加搅拌，滴加速度1mL/min，pH值为6.5-7.0；继续反应300min；停止加热，停止搅拌，使其随瓶静置冷却至25℃，并沉淀，得反应溶液；抽滤，将反应溶液置于抽滤瓶上的布氏漏斗中，用微孔滤膜抽滤，滤膜上得产物滤饼，废液抽至滤瓶中；洗涤、抽滤，将产物滤饼置于烧杯中，加入无水乙醇100mL，搅拌洗涤5min；然后进行抽滤；洗涤、抽滤重复进行5次，得产物滤饼；真空干燥，将产物滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度60℃±2℃，真空度-0.08Mpa，干燥时间240min，干燥后得：铽绿光荧光粉；（4）制备蓝光荧光粉制备蓝光荧光粉是在三口烧瓶中进行的，是在加热、搅拌、滴加溶液过程中完成的； 将三口烧瓶置于电加热套上，在三口烧瓶上部从左至右依次插入滴液漏斗、搅拌器、酸碱度计；将2-（2-羟基苯基）苯并噻唑甲醇溶液5mL加入三口烧瓶中；开启电加热器，加热至50℃±2℃；开启搅拌器搅拌；将硫酸铍甲醇溶液5mL加入滴液漏斗中，并滴加搅拌，滴加速度1mL/min，滴加反应时间30min；将α-甲基丙烯酸0.0840mL±0.0001mL加入滴液漏斗中，并加入三口烧瓶中，继续反应30min；将氢氧化钠甲醇溶液5mL加入滴液漏斗中，并滴加，调节pH值为8.0-9.0，出现黄色沉淀，继续反应120min；停止加热，停止搅拌，使其随瓶静置冷却至25℃，并沉淀，得反应溶液；抽滤，将反应溶液置于抽滤瓶上的布氏漏斗中，用微孔滤膜抽滤，滤膜上得产物滤饼，废液抽至滤瓶中；洗涤、抽滤，将产物滤饼置于烧杯中，加入无水乙醇100mL，搅拌洗涤5min；然后进行抽滤；洗涤、抽滤重复进行5次，得产物滤饼；真空干燥，将产物滤饼置于石英容器中，然后置于真空干燥箱中干燥，干燥温度60℃±2℃，真空度-0.08Mpa，干燥时间240min，干燥后得：铍蓝光荧光粉；（5）制备发红光的Eu单色聚合物制备发红光的Eu单色聚合物是在四口烧瓶中进行的，是在加热、水浴、搅拌、氮气保护下完成的；称取铕红光荧光粉0.0246g±0.0001g、甲基丙烯酸甲酯1.60mL± 0.01mL，加入四口烧瓶中；加入引发剂偶氮二异丁腈0.0074g±0.0001g；加入溶剂二甲基亚砜5.0mL±0.1mL；然后将四口烧瓶在超声振动仪上进行超声振动30min，使其溶解，成反应溶液； 将四口烧瓶及反应溶液置于水浴缸上，水浴水淹没四口烧瓶体积的4/5，在四口烧瓶上由左至右依次插入滴液漏斗、搅拌器、酸碱度计、氮气管；向四口烧瓶输入氮气，氮气输入速度25cm³/min；开启加热器，使四口烧瓶内的反应溶液温度保持在75℃±2℃；持续反应48h；趁热将反应溶液加入到100mL甲醇中，生成胶状白色沉淀，然后用剪刀将胶状白色沉淀剪碎；抽滤，用微孔滤膜进行抽滤，得产物滤饼；将滤饼加入烧杯中，然后加入二甲基亚砜50mL，使其溶解，然后将溶液倒入100mL甲醇中沉淀，重复5次；抽滤，将沉淀液置于抽滤瓶上用微孔滤膜抽滤，得产物滤饼；真空干燥，将产物滤饼置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为60℃± 2℃，真空度-0.08Mpa，干燥时间240min，干燥后得固态粉末；研磨，过筛，将固态粉末用玛瑙研钵、研棒研磨，然后用600目筛网过筛，研磨、过筛反复进行，得发红光的Eu单色聚合物粉末；（6）制备发绿光的Tb单色聚合物制备发绿光的Tb单色聚合物是在四口烧瓶中进行的，是在加热、水浴、搅拌、氮气保护下完成的；称取铽绿光荧光粉0.0654g±0.0001g，甲基丙烯酸甲酯1.60mL± 0.01mL，加入四口烧瓶中；加入引发剂偶氮二异丁腈0.0074g±0.0001g；加入溶剂二甲基亚砜5.0mL±0.1mL；然后将四口烧瓶在超声振动仪上进行超声振动30min，使其溶解，成反应溶液；将四口烧瓶及反应溶液置于水浴缸上，水浴水淹没四口烧瓶的4/5；向四口烧瓶输入氮气，氮气输入速度25cm³/min；开启加热器，使四口烧瓶内的反应溶液温度保持在75℃±2℃；继续反应48h；趁热将反应溶液加入到100mL甲醇中，生成胶状白色沉淀，然后用剪刀将胶状白色沉淀剪碎；抽滤，用微孔滤膜进行抽滤，得产物滤饼；将滤饼加入烧杯中，然后加入二甲基亚砜50mL，使其溶解，然后将溶液倒入100mL甲醇中沉淀，重复5次；抽滤，将沉淀液置于抽滤瓶上用微孔滤膜抽滤，得产物滤饼；真空干燥，将产物滤饼置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为60℃± 2℃，真空度-0.08Mpa，干燥时间240min，干燥后得固态粉末；研磨，过筛，将固态粉末用玛瑙研钵、研棒研磨，然后用600目筛网过筛，研磨、过筛反复进行，得发绿光的Tb单色聚合物粉末；（7）制备发蓝光的Be单色聚合物制备发蓝光的Be单色聚合物是在四口烧瓶中进行的，是在加热、水浴、搅拌、氮气保护下完成的；称取铍蓝光荧光粉0.0160g±0.0001g、甲基丙烯酸甲酯1.60mL± 0.01mL，加入四口烧瓶中；加入引发剂偶氮二异丁腈0.0074g±0.0001g；加入溶剂二甲基亚砜5.0mL±0.1mL；然后将四口烧瓶在超声振动仪上进行超声振动30min，使其溶解，成反应溶液；将四口烧瓶及反应溶液置于水浴缸上，水浴水淹没四口烧瓶的4/5；向四口烧瓶输入氮气，氮气输入速度25cm³/min；开启加热器，使四口烧瓶内的反应溶液温度保持在75℃±2℃，继续反应48h；趁热将反应溶液加入到100mL甲醇中，生成胶状白色沉淀，然后用剪刀将胶状白色沉淀剪碎；抽滤，用微孔滤膜进行抽滤，得产物滤饼；将滤饼加入烧杯中，然后加入二甲基亚砜50mL，使其溶解，然后将溶液倒入100mL甲醇中沉淀，重复5次；抽滤，将沉淀液置于抽滤瓶上用微孔滤膜抽滤，得产物滤饼；真空干燥，将产物滤饼置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为60℃± 2℃，真空度-0.08Mpa，干燥时间240min，干燥后得固态粉末；研磨，过筛，将固态粉末用玛瑙研钵、研棒研磨，然后用600目筛网过筛，研磨、过筛反复进行，得发蓝光的Be单色聚合物粉末；（8）共混制备白光荧光粉制备白光荧光粉是将Eu单色聚合物、Tb单色聚合物、Be单色聚合物掺杂，经混合、溶解、沉淀、过滤、干燥，得白光荧光粉；按白光平衡原理计算出红、绿、蓝聚合物比例为红：绿：蓝=1:1.38:0.46；称取红光Eu单色聚合物0.0100g±0.0001g；称取绿光Tb单色聚合物0.0138g±0.0001g；称取蓝光Be单色聚合物0.0046g±0.0001g；置于烧杯中，然后加入三氯甲烷10.0mL±0.1mL；将烧杯置于超声振动仪上振动30min，使其溶解；量取甲醇100mL加入烧杯中，静置6h，使其沉淀；抽滤，将沉淀液置于抽滤瓶上，用微孔滤膜抽滤，得产物滤饼；乙醇洗涤、抽滤，将产物滤饼置于烧杯中，加入乙醇100mL搅拌洗涤，然后抽滤，洗涤、抽滤重复进行3次，得产物滤饼；真空干燥，将洗涤、抽滤后的产物滤饼置于真空干燥箱中干燥，干燥温度为60℃±2℃，真空度-0.08Mpa，干燥时间240min，干燥后得白光荧光粉；（10）检测、分析、表征对制备的白光荧光粉的形貌、色泽、成分、化学物理性能进行检测、分析、表征；用荧光光谱仪进行荧光光谱分析；结论：白光荧光粉为固态白色粉末，颗粒直径≤2000nm，色坐标为x=0.3253，y=0.3301，发白光；（11）产物储存对制备的白光荧光粉储存于棕色透明的玻璃容器中，密闭避光保存，要防水、防潮、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃±2℃，相对湿度≤10%。