熒光粉的后處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[00011本發(fā)明涉及發(fā)光材料領(lǐng)域，特別涉及一種Sr2Si5N8:Eu 2+熒光粉的后處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 無(wú)機(jī)發(fā)光材料(主要為熒光粉)在日常生活中應(yīng)用廣泛，不僅可以用于熒光顯示管 (VFD)、場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED或SED)、等離子顯示屏(PDP)、陰極射線(xiàn)管(CRT)、白色發(fā)光二極管 (LED)等電子領(lǐng)域，還可以用于生物檢測(cè)/標(biāo)記、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)等領(lǐng)域。這些都離不開(kāi)紅色光 源，都迫切需要綜合發(fā)光性能好和性?xún)r(jià)比高的紅色熒光粉。600~700nm的紅色發(fā)光粉可以 由各種不同的材料制備，如鋁酸鹽、硅酸鹽、鎢/鉬酸鹽等，而在發(fā)光強(qiáng)度、量子效率、激發(fā)和 發(fā)射波長(zhǎng)范圍、穩(wěn)定性等方面，硅氮化合物都表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能。
[0003] 硅氮化合物是無(wú)機(jī)稀土發(fā)光材料中重要的一類(lèi)，主要為CaAlSiN3、Sr2Si 5N8、 CaSi4N7、SrSi7N1Q等。硅氮化合物由于高溫穩(wěn)定性好，在使用過(guò)程中應(yīng)用非常廣泛，其中， Sr2Si5N8是基于SrAlSiN3的結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，在實(shí)際應(yīng)用性能上也相對(duì)于其他硅氮化合物 有了進(jìn)一步改進(jìn)，近二十年來(lái)一直受到企業(yè)、科研院所的重視。傳統(tǒng)的Sr 2Si5N8的制備工藝 通常采用高溫固相反應(yīng)法，固相反應(yīng)法是硅氮化合物發(fā)光材料的制備中最常用的方法，直 接以化學(xué)計(jì)量比稱(chēng)取原料后在惰性氣氛中高溫煅燒，產(chǎn)物組成容易控制。在煅燒過(guò)程中，由 于反應(yīng)溫度相對(duì)其他制備方法高，同時(shí)反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，易生雜質(zhì)，熒光粉容易發(fā)生嚴(yán)重的燒 結(jié)，使熒光粉粉體出現(xiàn)粒徑粗大，形貌不規(guī)則及分散不均勻，同時(shí)由于器皿內(nèi)壁及氣氛的原 因，會(huì)有一些不合格的產(chǎn)物，它們發(fā)光不強(qiáng)，或者顏色不對(duì)，或體色不好，或有其他雜質(zhì)，需 在紫外燈下根據(jù)發(fā)光情況進(jìn)行剔除。經(jīng)過(guò)反應(yīng)合成的Sr 2Si5N8熒光粉其中還混雜殘留的助 溶劑、過(guò)量的激活劑和其他可溶性雜質(zhì)，這些物質(zhì)包覆在熒光粉顆粒表面或者混雜于熒光 粉顆粒之間，從而聚集成團(tuán)，往往會(huì)使發(fā)光材料在使用中變黑變質(zhì)，發(fā)光效率降低，穩(wěn)定性 降低，發(fā)光壽命縮短。簡(jiǎn)單研磨難以分開(kāi)，過(guò)分研磨則會(huì)破壞單個(gè)微晶和完整結(jié)構(gòu)，降低熒 光粉整體亮度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有高溫固相反應(yīng)法合成的Sr2Si5N8:Eu 2+焚光粉存在殘留 物質(zhì)包覆顆粒表面導(dǎo)致發(fā)光效率降低、熒光粉防潮性差的上述不足，提供一種Sr2Si 5N8: Eu2+ 熒光粉的后處理方法，該后處理方法成本低廉、操作簡(jiǎn)單，可以有效地除去包覆顆粒表面的 煅燒殘留物質(zhì)，同時(shí)可以降低熒光粉的Zeta電位等電點(diǎn)，提高熒光粉的分散性及由此帶來(lái) 的熒光粉發(fā)光強(qiáng)度的提高，提高Sr 2Si5N8: Eu2+熒光粉轉(zhuǎn)換光源的光效。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：
[0006] 一種Sr2Si5N8:Eu2+熒光粉的后處理方法，包括以下步驟：
[0007] (1)酸洗處理:配制濃度為0.1~5mol/L的酸溶液，將熒光粉加入酸溶液中分散，配 制成濃度為10~50 %的熒光粉懸浮液，室溫?cái)嚢韬箅x心分離，再將分離出的熒光粉洗至pH 值為中性；
[0008] (2)表面活性劑溶液處理:將步驟（1)得到的熒光粉加入至0.1~lmol/L的陰離子 表面活性劑溶液中，配制成濃度為15~40%的熒光粉懸浮液，室溫?cái)嚢韬箅x心分離；
[0009] (3)包覆處理:將溶劑、金屬醇鹽和步驟(2)得到的熒光粉混合均勻，配制成濃度為 10~60 %的熒光粉懸浮液，隨后向熒光粉懸浮液中滴入占熒光粉重量0.05~10 %的去離子 水，滴加結(jié)束后，將熒光粉懸浮液離心分離，再用無(wú)水乙醇洗滌得到熒光粉粉末；
[0010] (4)干燥球磨處理:將步驟(3)得到的熒光粉粉末放入烘箱中干燥，然后放置于滾 瓶機(jī)上用玻璃球打散即得Sr 2Si5N8:Eu2+熒光粉。
[0011] 進(jìn)一步地，步驟(1)中酸溶液為硝酸、硫酸、鹽酸、醋酸中的一種或幾種。
[0012] 進(jìn)一步地，步驟（1)中熒光粉懸浮液離心分離的轉(zhuǎn)速為6000~12000rpm，離心分離 的時(shí)間為3~20min。
[0013] 進(jìn)一步地，步驟（2)中陰離子表面活性劑為硬脂酸三乙醇胺、十二烷基硫酸鈉、十 二烷基苯磺酸鈉中的一種或幾種。
[0014] 進(jìn)一步地，步驟(2)熒光粉懸浮液離心分離的轉(zhuǎn)速為6000~12000rpm，離心分離的 時(shí)間為3~20min。
[0015] 進(jìn)一步地，步驟(3)中溶劑為無(wú)水乙醇、甲醇、丙酮中的一種或幾種。
[0016] 進(jìn)一步地，步驟(3)中金屬醇鹽為金屬硅、金屬鈦或金屬鋯的四元胺醇鹽。
[0017] 進(jìn)一步地，步驟(3)中熒光粉懸浮液離心分離的轉(zhuǎn)速為6000~12000rpm，離心分離 的時(shí)間為3~20min。
[0018] 進(jìn)一步地，步驟⑷中干燥溫度為130~160 °C，干燥時(shí)間為3~9h。
[0019] 進(jìn)一步地，步驟(4)中滾瓶機(jī)的轉(zhuǎn)速為80~150r/min。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
[0021] (1)本發(fā)明所述的Sr2Si5N8:Eu 2+熒光粉的后處理方法能有效地對(duì)經(jīng)煅燒工藝處理 后的熒光粉表面殘留的雜質(zhì)進(jìn)行清理，提高了該熒光粉的光致發(fā)光效率，同時(shí)對(duì)熒光粉顆 粒的表面進(jìn)行了包覆處理，包覆的含有四元胺鹽的金屬(硅、鈦、鋯等)醇鹽結(jié)構(gòu)的化合物能 夠降低熒光粉顆粒表面的Zeta電位等電點(diǎn)，提高熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度，同時(shí)使熒光粉具有防 潮性。
[0022] (2)本發(fā)明所述的后處理方法操作簡(jiǎn)單，成本低廉，在工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用中具有廣闊 前景。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合試驗(yàn)例及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解 為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本 發(fā)明的范圍。
[0024]為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的高溫固相反應(yīng)法合成的Sr2Si5N8:Eu 2+熒光粉存在殘留 物質(zhì)包覆顆粒表面導(dǎo)致發(fā)光效率降低、熒光粉防潮性差的上述不足，提供一種Sr2Si5N 8: Eu2+ 熒光粉的后處理方法，包括以下步驟：
[0025] (1)酸洗處理:配制濃度為0.1~5mol/L的酸溶液，將熒光粉加入酸溶液中分散，配 制成濃度為10~50 %的熒光粉懸浮液，室溫?cái)嚢韬箅x心分離，再將分離出的熒光粉洗至pH 值為中性；
[0026] (2)表面活性劑溶液處理:將步驟（1)得到的熒光粉加入至0.1~lmol/L的陰離子 表面活性劑溶液中，配制成濃度為15~40%的熒光粉懸浮液，室溫?cái)嚢韬箅x心分離；
[0027] (3)包覆處理:將溶劑、金屬醇鹽和步驟(2)得到的熒光粉混合均勻，配制成濃度為 10~60 %的熒光粉懸浮液，隨后向熒光粉懸浮液中滴入占熒光粉重量0.05~10 %的去離子 水，滴加結(jié)束后，將熒光粉懸浮液離心分離，再用無(wú)水乙醇洗滌得到熒光粉粉末；
[0028] (4)將步驟(3)得到的熒光粉粉末放入烘箱中干燥，然后放置于滾瓶機(jī)上用玻璃球 打散即得Sr 2Si5N8: Eu2+焚光粉。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，步驟（1)中酸溶液能使熒光粉表面鈍化，提高熒光粉的吸收效率，改 善了熒光粉的分散性和透明性，同時(shí)還能與殘留熒光粉顆粒表面的助溶劑發(fā)生反應(yīng)生成鹽 類(lèi)通過(guò)離心分離出來(lái)。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明，步驟(2)中陰離子表面活性劑優(yōu)選為親油基團(tuán)由含有12~18碳原子 的飽和烷烴鏈組成，陰離子表面活性劑因其特有的長(zhǎng)鏈飽和烷烴鏈，能很好得結(jié)合顆粒表 面的非極性基團(tuán)，從而將其脫除。最佳優(yōu)選地，所述陰離子表面活性劑為十二烷基硫酸鈉。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明，步驟(3)中將熒光粉由四元胺鹽(硅、鈦、鋯等）的金屬醇鹽結(jié)構(gòu)化合 物包覆的目的是為了降低熒光粉表面Zeta電位等電點(diǎn)，提高熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度，同時(shí)保護(hù) 熒光粉顆粒的表面結(jié)構(gòu)，避免其在后續(xù)的研磨打散過(guò)程中結(jié)構(gòu)被破壞，還能提高熒光粉的 防潮性。
[0032]實(shí)施例1 一種Sr2Si5N8: Eu2+焚光粉的后處理方法，包括以下步驟：
[0033] (1)酸洗處理:配制濃度為0.5mol/L的硝酸溶液，取熒光粉均勻分散于硝酸溶液中 配制成濃度為50 %的熒光粉懸浮液，常溫?cái)嚢韬箅x心分離，再將分離出的熒光粉洗至pH值 為 7.0〇
[0034] (2)表面活性劑溶液處理:將步驟（1)中得到的熒光粉加入至lmol/L的十二烷基硫 酸鈉溶液中，配制成濃度為35%的熒光粉懸浮液，常溫?cái)嚢韬箅x心分離。
[0035] (3)包覆處理:將無(wú)水乙醇、熒光粉和四元胺硅醇鹽混合均勻，配制成濃度為60% 的懸浮液，一邊攪拌，一邊向焚光粉懸浮液中滴入占焚光粉重量8 %的去離子水，滴加結(jié)束 后，繼續(xù)攪拌，離心分離，再用無(wú)水乙醇洗滌。
[0036] (4)將步驟(3)得到的熒光粉粉末置于烘箱中，恒溫干燥3h，烘烤溫度為130°C，隨 后加入至滾瓶機(jī)中于l〇〇r/min轉(zhuǎn)速下打散即得Sr2Si5N8:Eu 2+熒光粉。
[0037]實(shí)施例2-種Sr2Si5N8:Eu2+焚光粉的后處理方法，包括以下步驟：
[0038] (1)酸洗處理:配制濃度為5mol/L的鹽酸溶液，取熒光粉均勻分散于鹽酸溶液中配 制成濃度為50 %的熒光粉懸浮液，常溫?cái)嚢韬箅x心分離，再將分離出的熒光粉洗至pH值為 7.1。
[0039] (2)表面活性劑溶液處理:將步驟（1)中得到的熒光粉加入至lmol/L的十二烷基苯 硫酸鈉溶液中，配制成濃度為40%的熒光粉懸浮液，常溫?cái)嚢韬箅x心分離。
[00