氨水沉淀法制备红色荧光材料

氨水沉淀法制备红色荧光材料

氨水沉淀法属于直接沉淀法的一种，该方法的原理是在可溶性的盐溶液中加上氨水，当溶液中的离子与OH- 离子的离子积超过沉淀化合物的溶度积时即有沉淀从溶液中析出。经陈化、过滤、洗涤、干燥、热处理后可得到反应产物。氨水沉淀法操作简单易行,对设备技术要求不高,产物纯度较高,不易引入其他杂质,生产成本较低。生成的产品颗粒粒径分布较均匀。 一、实验部分

本节主要列出了本工作中主要使用的一些药品、合成设备、主要表征手段及其对应的仪器设备等。 （一）原料的合成与仪器 （1）原料

硝酸钙，Ca2(NO3)2·4H2O AR 结晶四氯化锡，SnCl4·5H2O AR 氧化铕，Eu2O3纯度≥99.99% 氨水，NH3·H2O AR 硝酸，NO3 AR

（2）合成仪器

电子天平、磁力加热搅拌器、电热恒温干烘箱、仪表恒温水浴锅、马弗炉

（二）制备方法

合成样品在 1300℃箱式电阻炉中进行，所有样品均在氧化性气氛下进行煅烧。

（三）主要表征手段及其对应的仪器设备 ⑴ 粉末 X 射线衍射

粉末X射线衍射技术鉴定合成样品的结构，并且通过选取衍射峰可以计算一些样品参数，譬如粒径大小。测量样品的衍射仪为日本Rigaku-D型X射线粉末衍射仪，测试管电压为 45KV，管电流80mA，扫描速度为0.02o/sec，采用铜靶Kα辐射线(λ=0.*****nm)作为辐射

源。所有测试均在室温下进行。 ⑵ 红外吸收光谱

利用傅立叶变换红外光谱鉴定阴离子基团的配位情况。测量样品的光谱仪为美国产的 Nicolet Magna-IR550 型红外光谱仪，测量范围：400-4000cm-1，采用KBr压片法处理样品，在室温下测试。 ⑶ 热分析

主要是使用热重法：在程序温度下，测量物质的质量与温度的关系；和差热分析法：在程序温度下，测量物质和参比物的温度差与温度的关系。采用上海的 SDR-1 差热分析仪(DTA)对样品进行分析，测试温度：0℃～1200℃，升温速度为 10℃/min，在室温下测定。 二、试验样品的制备

初始原料为 Ca(NO3)2，SnCl4,Eu2O3和氨水，硝酸。 首先将 Eu2O3配成0.1mol/L 的 Eu(NO3)3 溶液，其次按化学计量比1∶1∶1称取1.64g的Ca(NO3)2 和2.61g SnCl4固体，放入烧杯中。再量取配制的Eu(NO3)3溶液和 30mL的水，在60℃水浴加热，搅拌 1h 后，溶液由起先的乳白液随加热搅拌变成澄清溶液，缓慢滴加氨水至反应体系达到pH=8左右，水浴保温1h,过滤，洗涤，120℃烘干充分研磨得到前驱体。1200℃灼烧2h得到白色粉末样品。 在1200℃灼烧时箱式电阻炉从余温300℃开始升温此时电流为70安培，电压为15伏。两个小时后调节电流为75安培，电压为18伏温度上升至600℃。四个小时后调节电流为85安培，电压为20伏此时温度上升至810℃。大约六个小时多，温度上升至1200℃，此时电流为90安培，电压25伏，恒温2个小时后，待温度降低电流降低为0时，取出坩埚，发现坩埚内的样品变膨胀，颜色也稍微变暗了些。 三、荧光体的形成过程

测试时温度范围为20-1200℃，升温速率为20℃/min，样品的用量为11.900mg。热重曲线表明，从20到200℃样品的减少主要是样品表面的水分蒸发所引起的失重。而在200℃到300℃之间，样品的质量有了显著的减少，这可能是样品发生了某种反应。而在350℃到

620℃之间，是Sn(OH)4和Eu(OH)3以及溶液中未过滤掉的硝酸根离子的分解。在747℃到910℃之间，是CaCO3物质的分解。在分解后，生成的CaO与SnO2以及少量的氧化铕之间发生反应，生成Ca2-xEuxSnO4荧光体。 四、样品的结构分析

1200℃ 烧结制备的样品除Ca2-xEuxSnO4相外，还含有微量杂质相。在50°、58°处的峰位是所合成的荧光材料Ca2-xEuxSnO4相，在28°峰位是未发生反应的Ca(NO3)2相，而掺杂了Eu3+后并没有影响晶型与JCPDS 标准卡片(No.46-0112)大致是一致的.产生杂质相的原因可能是由于利用的原材料化学计量比不太准确，在试验过程中称量出现的误差以及在烧结过程中掺杂进了其他的物质等。