一種銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉及其製備方法
2023-05-10 22:06:21
專利名稱：一種銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種螢光粉及其製備方法，尤其涉及一種用於有選擇性地誘集害蟲應用光源的紫外螢光粉及其製備方法。
背景技術：
隨著科技發展和社會進步，人們已普遍開始意識到農藥對人類健康、食品安全性、 環境的負面影響。從「飛蛾撲火」的自然現象人們受到啟發，光可以引誘飛蛾，至此開闢了人類歷史上防治害蟲手段的新篇章，燈光誘殺害蟲的作用已越來越為人們所重視。最初人們使用煤油燈、篝火，進而用黑光燈、高壓汞燈等方式誘殺害蟲，這些方式在防治過程中都暴露了致命的缺點，即效果差，誘殺無選擇性，大量殺傷天敵，破壞生態平衡，消耗資源大， 人畜安全無保證等問題。為了克服利用燈光誘殺害蟲存在的弊端，目前都是採用紫外螢光粉來代替燈光誘殺害蟲，針對燈光的波長、波段對人身及目標生物的各種影響，靶標生物對電子輻射波、頻率的不同反應，利用昆蟲的複眼結構和對特定光波的趨性差異，提供了有選擇性地誘集害蟲的應用光源的紫外螢光粉。傳統的紫外螢光粉的製備方法，燒結溫度高，次數多，製備工藝複雜，成本高，安全性較差。CN1186104A公開了四硼酸鍶銪螢光粉的製備。在該方法中，將碳酸鍶、硼酸和氧化銪混合，在氮氣或空氣等非還原性氣氛中經高溫燒結，利用螢光粉基質化合物四硼酸鍶本身在結構上的特點，三價銪離子通過取代二價鍶離子進入晶格，在其周圍形成一個帶負電荷的缺陷，利用負電荷缺陷將三價銪離子還原為二價銪離子，得到四硼酸鍶銪螢光粉。這種方法製得的螢光粉，可被254nm的波長激發，最大發射波長位於370nm左右。但是實際應用中發現使用這種方法製備得到的四硼酸鍶銪螢光粉，發光強度較低。
發明內容
本發明的目的在於提供一種銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉的製備。本發明所採取的技術方案是
一種銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉，其組成式為SrBxO7 :Euy，Liz，式中，4 ^ χ ^ 5,
0. 01 彡 y 彡 0. 1，0.01 ^ Z ^ 0. 1。優選的，一種銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉，其組成式為=SrBxO7 :Euy, Liz，式中，4. 3 彡 χ 彡 4. 5,0. 02 彡 y 彡 0. 04,0. 02 彡 ζ 彡 0.04。上述的銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉的製備方法，包括如下步驟
1)將原料稱重、粉碎混勻，置於坩堝中，燒結預燒2 4小時；
2)冷卻，取出研磨粉碎得到初粉；
3)將初粉置於坩堝，還原氣氛中灼燒2 4小時，冷卻後，粉碎即得螢光粉。預燒溫度為200 900°C。優選的，預燒溫度為700 850°C。
灼燒的溫度為200 900°C。優選的，灼燒溫度為830 900°C。還原性氣氛為CO、N2/H2混合氣。優選的，銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉的製備方法，其步驟如下
1)準確稱量SrC03、H3BO3>Eu203、Li3PO4,粉碎混勻，置於坩堝中，在700 850°C燒結預燒2 4小時；
2)冷卻，取出研磨粉碎得到初粉，將初粉放入小坩堝，小坩堝置於裝有碳粉的大坩堝內，大坩堝加蓋封閉，小坩堝敞口 ；
3)將大坩堝置於高溫爐830 900°C灼燒2 4小時，冷卻後，粉碎即得螢光粉。本發明的有益效果是
本發明的銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉的製備方法，工藝相對簡單，生產成本降低。本發明方法製備的螢光粉的發光強度比四硼酸鍶銪螢光粉要高約10%。本發明方法製備的螢光粉在600°C灼燒30分鐘後，它的發光強度幾乎沒有衰減，有時反而有所增大。該螢光粉在農業領域主要用於有選擇性地誘集害蟲應用光源的紫外螢光粉；在醫療保健方面，它能使皮膚的新陳代謝作用加快，皮膚生長力加強，能治療多種皮膚病；在光化反應，它用於硬化物質和塗料、染料的褪色、塑料的老化；在印刷方面，它用於光化燈；它還可以用於防偽驗鈔等等，其應用非常廣泛。
圖1是本發明螢光粉的激發光譜圖； 圖2是本發明螢光粉的發射光譜圖3是比較例1樣品的發射光譜圖。
具體實施例方式下面結合實施例，進一步說明本發明。標樣(SrB4O7:Eua(l2)
1)按摩爾比14 0. 01將SrC03、H3B03、Eu203準確稱量，研細過160目篩網，混勻後置於坩堝中，在820°C燒結預燒3小時；
2)冷卻後，取出研磨，放入小坩堝，置於裝有碳粉的大坩堝裡並加蓋封閉，小坩堝敞
Π ；
3)於高溫爐在870°C灼燒3小時，冷卻後，粉碎即得螢光粉。實施例1 (SrB4O7 =Eu0.01, Lia012)
1)按摩爾比1 4 0. 005 0. 004 將 SrCO3> H3B03、Eu203、Li3PO4 準確稱量，研細過 160 目篩網，混勻後置於坩堝中，在720°C燒結預燒4小時；
2)冷卻後，取出研磨，放入小坩堝，置於裝有碳粉的大坩堝裡並加蓋封閉，小坩堝敞
口 ；
3)於高溫爐在830°C灼燒4小時，冷卻後，粉碎即得螢光粉。實施例2 (SrB43O7 =Eu0.03, Li0.015)
1)按摩爾比 1 4. 3 0. 015 0. 005 將 SrCO3> H3B03、Eu203、Li3PO4 準確稱量，研細過 160目篩網，混勻後置於坩堝中，在800°C燒結預燒3小時；
2)冷卻後，取出研磨，放入小坩堝，置於裝有碳粉的大坩堝裡並加蓋封閉，小坩堝敞
口 ；
3)於高溫爐在850°C進行灼燒3小時，冷卻後，粉碎即得螢光粉。實施例3 (SrB45O7 =Eu0.02, Li0.021)
1)按摩爾比1 4. 5 0. 010 0. 007 將 SrCO3> H3B03、Eu203、Li3PO4 準確稱量，研細過 160 目篩網，混勻後置於坩堝中，在830°C燒結預燒2. 5小時；
2)冷卻後，取出研磨，放入小坩堝，置於裝有碳粉的大坩堝裡並加蓋封閉，小坩堝敞
口 ；
3)於高溫爐在860°C進行灼燒2.5小時，冷卻後，粉碎即得螢光粉。實施例4 (SrB5O7 =Eu0.02, Li0.03)
1)按摩爾比1 5 0. 010 0. 010 將 SrCO3> H3B03、Eu203、Li3PO4 準確稱量，研細過 160 目篩網，混勻後置於坩堝中，在850°C燒結預燒2小時；
2)冷卻後，取出研磨，放入小坩堝，置於裝有碳粉的大坩堝裡並加蓋封閉，小坩堝敞
口 ；
3)於高溫爐在900°C進行灼燒2小時，冷卻後，粉碎即得螢光粉。實施例5 (SrB44O7 =Eu0.01, Li0.03)
1)按摩爾比1 4. 4 0. 005 0. 01 將 SrC03、H3B03、Eu203、Li3P04 準確稱量，研細過 160 目篩網，混勻後置於坩堝中，在750°C燒結預燒3小時；
2)冷卻後，取出研磨，放入小坩堝，置於裝有碳粉的大坩堝裡並加蓋封閉，小坩堝敞
口 ；
3)於高溫爐在850°C進行灼燒3小時，冷卻後，粉碎即得螢光粉。實施例6 (SrB4 O7 :Eu0.02，Lia 039)
1)按摩爾比1 4 0. 01 0. 013 將 SrC03、H3B03、Eu203、Li3P04 準確稱量，研細過 160 目篩網，混勻後置於坩堝中，在850°C燒結預燒2小時；
2)冷卻後，取出研磨，放入小坩堝，置於裝有碳粉的大坩堝裡並加蓋封閉，小坩堝敞
口 ；
3)於高溫爐在900°C進行灼燒4小時，冷卻後，粉碎即得螢光粉。實施例7 (SrB45O7 =Eu0.03, Li0.06)
1)按摩爾比1 4. 5 0. 015 0. 02 將 SrC03、H3B03、Eu203、Li3P04 準確稱量，研細過 160 目篩網，混勻後置於坩堝中，在800°C燒結預燒4小時；
2)冷卻後，取出研磨，放入小坩堝，置於裝有碳粉的大坩堝裡並加蓋封閉，小坩堝敞
口 ；
3)於高溫爐在830°C進行灼燒3小時，冷卻後，粉碎即得螢光粉。實施例8 (SrB4O7 =Eu0.05，Li0.045)
1)按摩爾比1 4 0. 025 0. 015 將 SrCO3> H3B03、Eu203、Li3PO4 準確稱量，研細過 160 目篩網，混勻後置於坩堝中，在800°C燒結預燒2小時；
2)冷卻後，取出研磨，放入小坩堝，置於裝有碳粉的大坩堝裡並加蓋封閉，小坩堝敞
口 ；3)於高溫爐在830°C進行灼燒4小時，冷卻後，粉碎即得螢光粉。實施例9 (SrB45O7 =Eu0.06, Lia 039)
1)按摩爾比1 4. 5 0. 03 0. 013 將 SrC03、H3B03、Eu203、Li3P04 準確稱量，研細過 160 目篩網，混勻後置於坩堝中，在830°C燒結預燒3小時；
2)冷卻後，取出研磨，放入小坩堝，置於裝有碳粉的大坩堝裡並加蓋封閉，小坩堝敞
Π ；
3)於高溫爐在850°C進行灼燒2.5小時，冷卻後，粉碎即得螢光粉。實施例10 (SrB5O7 :Eu0.10，Lia06)
1)按摩爾比1 5 0. 05 0. 02 將 SrCO3> H3B03、Eu203、Li3PO4 準確稱量，研細過 160 目篩網，混勻後置於坩堝中，在800°C燒結預燒2小時；
2)冷卻後，取出研磨，放入小坩堝，置於裝有碳粉的大坩堝裡並加蓋封閉，小坩堝敞
Π ；
3)於高溫爐在880°C進行灼燒3小時，冷卻後，粉碎即得螢光粉。比較例1 3分別按CN1186104A (四硼酸鍶銪螢光粉的製備)實施例記載的方案製備得到，比較例4同樣按CN1186104A記載的技術方案製備得到。比較例1 (Srtl99B4O7=Euciol)
按摩爾比0. 99 4 0. 005將SrCO3、H3BO3、Eu2O3準確稱量，在氧化鋁研缽中充分研混，轉入氧化鋁坩堝中在電爐內於300°C灼燒4小時；取出研混後，在氮氣中於880°C再灼燒4小時，研磨後即得螢光粉。比較例2 (SrQ.96B407 :Eu。04)
按摩爾比0. 96 4 0. 02將SrC03、H3B03、Eu2O3準確稱量，在氧化鋁研缽中充分研混，轉入氧化鋁坩堝中在電爐內於500°C灼燒2小時；取出研混後，在空氣中於820°C再灼燒3小時，研磨後即得螢光粉。比較例3 (Sr。.98B407 :EuQ 02)
按摩爾比0. 98 4 0. 01將SrC03、H3B03、Eu2O3準確稱量，在氧化鋁研缽中充分研混，轉入氧化鋁坩堝中在電爐內於400°C灼燒3小時；取出研混後，在氮氣中於850°C再灼燒2小時，研磨後即得螢光粉。比較例4 (Sr0 97B4O7 :Eu0 03)
按摩爾比0. 97 4 0. 015將SrCO3、H3BO3、Eu2O3準確稱量，在氧化鋁研缽中充分研混，轉入氧化鋁坩堝中在電爐內於500°C灼燒3小時；取出研混後，在氮氣中於850°C再灼燒3小時，研磨後即得螢光粉。使用相同強度253. 7nm的紫外線分別激發實施例1 4的螢光粉和標樣的螢光粉，其激發光譜圖如圖1所示，圖中，a為標樣的激發光譜，b e分別為實施例1 4的激發光譜。從圖中可以看出，本發明的螢光粉與標樣具有類似的激發光譜。實施例1 4的螢光粉和標樣螢光粉的發射光譜圖如圖2所示，圖中，a為標樣的發射光譜，b e分別為實施例1 4的發射光譜。從圖中可以看出，各螢光粉的峰形基本一致，且本發明的螢光粉比標樣四硼酸鍶銪具有更好的發光強度。使用相同強度253. 7nm的紫外線激發比較例1樣品，其發射光譜圖見圖3，由圖可知，在波長為eiOnm左右產生Eu3+的峰，可見，在空氣或非還原性氣氛條件下灼燒會導致三價銪離子不能完全被還原為二價銪離子，會產生Eu3+雜峰，從而嚴重影響粉的紫外強度，製備不了高強度的四硼酸鍶銪螢光粉。使用相同強度253. 7nm的紫外線分別激發標樣螢光粉，比較例1 4的螢光粉和實施例1 4螢光粉，得到的各參數對比如表1所示，各組螢光粉的發射波長為368士2 nm, 比較例1 3的樣品均比標樣的紫外發光強度低，其中比較例1樣品的發光強度僅23. 9%。 實施例1 4均比標樣的紫外強度強，其中實施例3樣品的發光強度達109. 4%。將製備得到的螢光粉在空氣中，600°C加熱30分鐘後檢測螢光粉發光性能的變化，得到螢光粉的熱穩定性數據，即熱處理後的發光強度與熱處理前的發光強度之比。熱穩定性測試數據見表1。從樣品的熱穩定性測試結果可以明顯地看出，本發明的螢光粉熱穩定性比四硼酸鍶銪螢光粉的熱穩定性好。因此，本發明的螢光粉對製備發光強度高的燈是非常有用的。
權利要求
1.一種銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉，其組成式為SrBxO7 :Euy，Liz，式中，4 ^ χ ^ 5,0.01 ^ y 彡 0. 1，0. 01 彡 Z 彡 0. 1。
2.根據權利要求1所述的一種銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉，其組成式為=SrBxO7=Euy, Liz,式中，4. 3 彡 χ 彡 4.5，0.02 彡 y 彡 0. 04,0. 02 彡 ζ 彡 0. 04。
3.權利要求1或者2所述的銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉的製備方法，包括如下步驟1)將原料稱重、粉碎混勻，置於坩堝中，燒結預燒2 4小時；2)冷卻，取出研磨粉碎得到初粉；3)將初粉置於坩堝，還原氣氛中灼燒2 4小時，冷卻後，粉碎即得螢光粉。
4.根據權利要求3所述的銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉的製備方法，其特徵在於所述預燒溫度為200 900°C。
5.根據權利要求4所述的銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉的製備方法，其特徵在於所述預燒溫度為700 850°C。
6.根據權利要求3所述的銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉的製備方法，其特徵在於所述的還原性氣氛為co、N2/H2混合氣。
7.根據權利要求3所述的銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉的製備方法，其特徵在於所述灼燒的溫度為200 900°C。
8.根據權利要求7所述的銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉的製備方法，其特徵在於所述灼燒溫度為830 900°C。
9.根據權利要求3所述的銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉的製備方法，其特徵在於1)準確稱量SrC03、H3B03、Eu203、Li3PO4,粉碎混勻，置於坩堝中，在700 850°C燒結預燒2 4小時；2)冷卻，取出研磨粉碎得到初粉，將初粉放入小坩堝，小坩堝置於裝有碳粉的大坩堝內，大坩堝加蓋封閉，小坩堝敞口 ；3)將大坩堝置於高溫爐830 900°C灼燒2 4小時，冷卻後，粉碎即得螢光粉。
全文摘要
本發明公開了一種銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉的製備，螢光粉的化學組成為SrBxO7Euy，Liz，其在紫外線激發下的發光光譜峰值波長約為370nm，譜帶的半高寬為17~19nm。它的發光強度比四硼酸鍶銪螢光粉高約10%。本發明方法製備的螢光粉在600℃灼燒30分鐘後，它的發光強度幾乎沒有衰減。本發明的銪鋰激發硼酸鍶紫外螢光粉的製備方法，工藝相對簡單，降低了生產成本。
文檔編號C09K11/63GK102344803SQ20111031452
公開日2012年2月8日 申請日期2011年10月17日 優先權日2011年10月17日
發明者梁雁輝, 胡學芳 申請人:江門市科恆實業股份有限公司