專利名稱：一種紫外光激發(fā)的黃光熒光粉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種紫外光激發(fā)的黃光突光粉的制備方法,具體涉及一種發(fā)射黃光的聯(lián)苯四甲酸鋱配合物的制備方法。
背景技術(shù)：
“熒光粉轉(zhuǎn)換法”是實(shí)現(xiàn)白光LED主要方法，主要有兩種途徑:“藍(lán)光芯片+黃粉”和“近紫外芯片+紅綠藍(lán)粉”。由于藍(lán)光芯片發(fā)射光譜對電流不穩(wěn)定，人們的目光逐步轉(zhuǎn)移向近紫外芯片激發(fā)白光LED，因紫外光的能量比藍(lán)光的能量高，有望使白光LED的發(fā)光效率得到更大地提高。紅綠藍(lán)(RGB)三基色材料的研究較為完善，相對于紅綠藍(lán)三基色，黃色卻是個“組合”的顏色，它并不是RGB三原色之一，它是等量紅光與綠光的組成光色，在顏色學(xué)中黃光是白光濾掉藍(lán)光形成的，也常稱為藍(lán)光的輔助光色，同樣黃光也可以與藍(lán)光組合形成白光，因此黃光對于單色黃光顯不和白光發(fā)光器件的研制都有重要的意義。目前黃光突光粉還不多見，主要有摻雜鈰離子的釔鋁石榴石YAG:Ce3+、硅氮氧化物體系、氯硅酸鹽體系等無機(jī)化合物。大多數(shù)無機(jī)熒光粉制備條件苛刻，如硅氮氧化物熒光粉常用高溫固相法合成，須高溫高壓條件，而且需要預(yù)制Si3N4、Ca3N2、AlN等原料,而這些氮化物又很容易氧化和水解，因此嚴(yán)重影響了氮化物熒光粉的商業(yè)化。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有黃光熒光粉品種少，制備條件苛刻等缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種合成方法簡單，制備條件溫和，熱穩(wěn)定性高，發(fā)光性能良好的黃光熒光粉制備方法。本發(fā)明提出的黃光熒光粉的制備方法，采用均相沉淀法制備聯(lián)苯四甲酸鋱配合物，鋱配合物在25Γ365 nm紫外光激發(fā)下產(chǎn)生Tb3+離子的5D4 —7匕(J = 6_0)躍遷的特征發(fā)射峰，與一般鋱配合物通常 呈綠光發(fā)射不同的是本發(fā)明所制備的鋱配合物熒光粉呈現(xiàn)了黃光發(fā)射。本發(fā)明提出的一種紫外光激發(fā)的黃光熒光粉的制備方法，其具體制備步驟如下:
(I)將3，3’，4，4’ -聯(lián)苯四甲酸二酐溶于水或乙醇或以任意比例混合的乙醇-水混合
溶劑中，置于50 80 °C水浴中，攪拌下緩慢滴加0.5 5 mo I/L NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH為疒9，繼續(xù)攪拌0.5^2小時，得到皂化液。(2)按Tb3+與聯(lián)苯四甲酸二酐摩爾比為4: f 16的比例，攪拌下將計(jì)量的可溶性鋱化合物加入到步驟(I)所得的皂化液中，持續(xù)攪拌，進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，反應(yīng)溫度5(Γ80 V，反應(yīng)時間0.5^3小時，即得到白色的沉淀生成物。(3)將步驟(2)得到的沉淀生成物在3(T80 °C下陳化4小時后過濾，用去離子水洗滌，干燥，即得所需產(chǎn)物。本發(fā)明中，步驟(2 )中所述的可溶性鋱化合物為硝酸鋱、氯化鋱、硫酸鋱中的任意一種。優(yōu)選為硝酸鋱。本發(fā)明中，步驟(3)中所述干燥溫度8(Tl20 °C，干燥時間為2Γ72小時。
本發(fā)明制備的黃光熒光粉在紫外光激發(fā)下產(chǎn)生Tb3+的特征發(fā)射峰，通過改變酸酐與稀土 Tb3+的化學(xué)反應(yīng)計(jì)量比，所得產(chǎn)物的熒光性能有較大的改變。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)酸酐與稀土 Tb3+的反應(yīng)計(jì)量比為1:1時，所得產(chǎn)物的熒光性能最強(qiáng)。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例1、2、3制備的a、b、c三種黃光熒光粉以338 nm最佳波長激發(fā)下的熒光發(fā)射光譜圖。圖中，a表示實(shí)施例1制備得到的黃光熒光粉，b表示實(shí)施例2制備得到的黃光熒光粉，c表示實(shí)施例3制備得到的黃光熒光粉。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，不是對本發(fā)明的限制。實(shí)施例1
I)取2.94 g (0.01 mol) 3，3’，4，4’-聯(lián)苯四甲酸二酐溶于50 mL50%乙醇溶劑中，70 1:水浴加熱，攪拌下緩慢滴加2 mol/L NaOH溶液至pH 9，繼續(xù)攪拌I小時。2)皂化完成后，攪拌下將0.005 mol硝酸鋱溶液緩慢滴入上述皂化液中，有白色沉淀物生成，滴加完畢，在反應(yīng)溫度70 °C下繼續(xù)攪拌2小時，使沉淀完全析出。3)白色沉淀生成物在60 °C下陳化2小時，過濾去除濾液，用去離子水洗滌沉淀物三次，并在100 °〇條件下進(jìn)行干燥，得到白色固體粉末，即制得本發(fā)明所述的聯(lián)苯四甲酸鋱配合物a。
在338 nm波長激發(fā)下聯(lián)苯四甲酸鋱配合物a的熒光發(fā)射光譜圖如附圖1中的曲線a所示。實(shí)施例2
I)取2.94 g (0.01 mol) 3，3’，4，4’-聯(lián)苯四甲酸二酐溶于50 mL 95 %乙醇溶劑中，60 1:水浴加熱，攪拌下緩慢滴加I mol/L NaOH溶液至pH 9，繼續(xù)攪拌皂化I小時。2)皂化完成后，攪拌下將0.01 mol硝酸鋱溶液緩慢滴入上述皂化液中，有白色沉淀物生成，滴加完畢，在反應(yīng)溫度60 1:條件下繼續(xù)攪拌3小時，使沉淀完全析出。3)白色沉淀生成物在50 °C下陳化4小時，過濾去除濾液，用去離子水洗滌沉淀物三次，并在110 °〇條件下進(jìn)行干燥，得到白色固體粉末，即制得本發(fā)明所述的聯(lián)苯四甲酸鋱配合物b。在338 nm波長激發(fā)下聯(lián)苯四甲酸鋱配合物b的熒光發(fā)射光譜圖如附圖1中的曲線b所示。上述實(shí)施例中所得產(chǎn)物b在不同紫外波長激發(fā)下發(fā)射出紅光與綠光，其組合為黃光，黃光色坐標(biāo)如下表。
薇"發(fā)波長(mn)I色坐標(biāo)I色溫(K)
254~460,0.414)2725
280~497, 0.428)2416
335~485,0.443)2633
365|(0.433，0.385)丨2895 '實(shí)施例3I)取2.94 g (0.01 mol) 3，3’，4，4’-聯(lián)苯四甲酸二酐溶于50 mL75%乙醇溶劑中，65 1:水浴加熱，攪拌下緩慢滴加I mol/L NaOH溶液至pH 8，繼續(xù)攪拌皂化I小時。2)皂化完成后，攪拌下將0.02 mol氯化鋱溶液緩慢滴入上述皂化液中，有白色沉淀物生成，滴加完畢，在反應(yīng)溫度65 °C下繼續(xù)攪拌2小時，使沉淀完全析出。3)白色沉淀生成物在65 °C下陳化3小時，過濾去除濾液，用去離子水洗滌沉淀物三次，并在90 °〇條件下進(jìn)行干燥，得到白色固體粉末，即制得本發(fā)明所述的聯(lián)苯四甲酸鋱配合物C。在338 nm波長激發(fā)下聯(lián)苯四甲酸鋱配合物c的熒光發(fā)射光譜圖如附圖1中的曲線c所示。實(shí)施例4
I)取2.94 g (0.01 mol) 3，3’，4，4’-聯(lián)苯四甲酸二酐溶于100 mL水中，75 °C水浴加熱，攪拌下緩慢滴加2 mol/L NaOH溶液至pH 8，繼續(xù)攪拌皂化I小時。2)皂化完成后，攪拌下將0.005 mol硫酸鋱溶液緩慢滴入上述皂化液中，有白色沉淀物生成，滴加完畢，在反應(yīng)溫度75 °C下繼續(xù)攪拌I小時，使沉淀完全析出。3)白色沉淀生成物在50 °C下陳化3小時，過濾去除濾液，用去離子水洗滌沉淀物三次，并在90 °C下進(jìn)行干燥，得到白色固體粉末，即制得本發(fā)明所述的聯(lián)苯四甲酸鋱配合物d。所制備的聯(lián)苯四甲酸鋱配合物d的熒光發(fā)射強(qiáng)度與實(shí)施例1中的所制備的聯(lián)苯四甲酸鋱配合物a的熒光發(fā)射強(qiáng)度相當(dāng)。實(shí)施例5
I)取2.94 g (0.01 mol) 3，3’，4，4’-聯(lián)苯四甲酸二酐溶于100 mL水中，70 °C水浴加熱，攪拌下緩慢滴加I mol/L NaOH溶液至pH 9，繼續(xù)攪拌皂化I小時。2)皂化完成后，攪拌下將0.01 mol硝酸鋱溶液緩慢滴入上述皂化液中，有白色沉淀物生成，滴加完畢，在反應(yīng)溫度70 °C下繼續(xù)攪拌2小時，使沉淀完全析出。3)白色沉淀生成物在70 °C下陳化3小時，過濾去除濾液，用去離子水洗滌沉淀物三次，并在110 °〇條件下進(jìn)行干燥，得到白色固體粉末，即制得本發(fā)明所述的聯(lián)苯四甲酸鋱配合物e。所制備的聯(lián)苯四 甲酸鋱配合物e的熒光發(fā)射強(qiáng)度與實(shí)施例2中的所制備的聯(lián)苯四甲酸鋱配合物b的熒光發(fā)射強(qiáng)度相當(dāng)。實(shí)施例6
I)取2.94 g (0.01 mol) 3，3’，4，4’-聯(lián)苯四甲酸二酐溶于50 mL乙醇溶劑中，50 V水浴加熱，攪拌下緩慢滴加I mol/L NaOH溶液至pH 8，繼續(xù)攪拌皂化2小時。2)皂化完成后，攪拌下將0.02 mol氯化鋱溶液緩慢滴入上述皂化液中，有白色沉淀物生成，滴加完畢，在反應(yīng)溫度50 °C下繼續(xù)攪拌3小時，使沉淀完全析出。3)白色沉淀生成物在50 °C下陳化4小時，過濾去除濾液，用去離子水洗滌沉淀物三次，并在100 °〇條件下進(jìn)行干燥，得到白色固體粉末，即制得本發(fā)明所述的聯(lián)苯四甲酸鋪配合物f。所制備的聯(lián)苯四甲酸鋱配合物f的熒光發(fā)射強(qiáng)度與實(shí)施例3中的所制備的聯(lián)苯四甲酸鋱配合物c的熒光發(fā)射強(qiáng)度相當(dāng)。通過改變酸酐與稀土離子的投料比，所得產(chǎn)物的熒光性能有較大的改變，如圖1所示。與鋱配合物通常呈綠光發(fā)射不同的是所制備的鋱配合物除了在544 nm處出現(xiàn)綠光發(fā)射外，同時也在615 nm附近出現(xiàn)了紅光發(fā)射，而且紅光發(fā)射的強(qiáng)度比綠光發(fā)射強(qiáng)度更強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)酸酐與稀土 Tb3+離子的反應(yīng)計(jì)量比為1:1時，所得產(chǎn)物b的熒光性能最強(qiáng)。所制備的黃光鋱配合物熒光粉除了有無機(jī)熒光粉熱穩(wěn)定性高的特點(diǎn)外，同時還克服了無機(jī)熒光粉與有機(jī)材料的相容性問題，因此，本發(fā)明的黃光熒光粉聯(lián)苯四甲酸鋱配合物有望在二極管和 顯示領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種紫外光激發(fā)的黃光熒光粉的制備方法，其特征在于: (1)將3，3’，4，4’-聯(lián)苯四甲酸二酐溶于水或乙醇或以任意比例混合的乙醇-水混合溶劑中，置于50 80 1:水浴中，攪拌下緩慢滴加NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH為7 9，繼續(xù)攪拌0.5 2小時，得到皂化液； (2)按Tb3+與聯(lián)苯四甲酸二酐摩爾比為4:Γ16的比例，攪拌下將可溶性鋱化合物Tb3+加入到步驟(I)所得的皂化液中進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，即得到白色的沉淀生成物； (3)將步驟(2)得到的沉淀生成物在3(T80°C下陳化4小時后過濾，用去離子水洗滌，干燥，即得所需產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外光激發(fā)的黃光熒光粉的制備方法，其特征在于所述的可溶性鋱化合物為硝酸鋱、氯化鋱、硫酸鋱中的任意一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外光激發(fā)的黃光熒光粉的制備方法，其特征在于所述的可溶性鋱化合物優(yōu)選為硝酸鋱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外光激發(fā)的黃光熒光粉的制備方法，其特征在于所述的干燥，干燥溫度為8(T120 °C，干燥時間為2Γ72小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外光激發(fā)的黃光熒光粉的制備方法，其特征在于所述的NaOH溶液，其濃度為0.5 5 mo I/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紫外光激發(fā)的黃光熒光粉的制備方法，其特征在于所述的復(fù)分解反應(yīng)，反應(yīng)溫度 5(Γ80 V，反應(yīng)時間0.5^3小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)射黃光的聯(lián)苯四甲酸鋱配合物的制備方法。具體步驟為將聯(lián)苯四甲酸二酐溶于水或乙醇或以任何比例混合的乙醇-水混合溶劑中，置于50~80℃水浴中，攪拌下滴加NaOH溶液，至pH為7~9，繼續(xù)攪拌，得到皂化液；按Tb3+離子與二酐物質(zhì)的量的比為4:1~16的比例，攪拌下將計(jì)量的可溶性鋱化合物加入上述所得的皂化液中，得到白色沉淀；沉淀陳化2~4小時后過濾，用去離子水洗滌，干燥，即得聯(lián)苯四甲酸鋱配合物。本發(fā)明的黃光熒光粉制備方法簡單，制備條件溫和，熱穩(wěn)定性高，發(fā)光性能良好，紫外光激發(fā)下呈現(xiàn)黃光發(fā)射。本發(fā)明的黃光熒光粉聯(lián)苯四甲酸鋱配合物可用于黃光、白光二極管及顯示領(lǐng)域。
文檔編號C07C51/41GK103074054SQ201310029519
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者凌啟淡, 林美娟, 王文 申請人:福建師范大學(xué)