稀土发光材料的合成方法

稀土发光材料的合成方法
一、共沉淀法
1、共沉淀法的过程
共沉淀法的过程是利用金属离子与沉淀剂在溶液中进行共沉淀反应,然后在高温下煅烧得到所需产物。

在实际中已有许多应用[ 29, 30 ] ,表明该法合成的荧光体具有良好的发光性能。

在用共沉淀法合成稀土发光材料的操作过程中,对产品有影响的主要因素有:沉淀剂溶液体系和金属盐溶液体系的选择及其浓度; 原料配比的选择;稀土溶液总浓度;尿素浓度;沉淀过程的pH值;分散剂和表面活性剂的选择;沉淀剂溶液和金属盐溶液的混合方式;洗涤条件和干燥条件;煅烧的温度和时间等等。

2、共沉淀法的优缺点
共沉淀法的优势在于它不仅可以将原料提纯与细化,而且可以在制备过程中完成反应及掺杂过程。

这种方法具有工艺简单、经济,反应物混合均匀,焙烧温度较低、时间较短,产品性能良好等优点。

但制备过程中仍有不少问题有待解决,例如过程中易引入杂质,形成的沉淀呈胶体状态导致洗涤和过滤方面的问题,如何选择适宜的沉淀剂和控制制备条件。

这些问题正在通过原料的适当选取、完善工艺条件等手段来突破。

二、高温固相法
1、高温固相法
高温固相法是合成发光材料用的最多的一种方法。

这种生产工艺相当成熟，在反应条件控制、还原剂的使用、助熔剂的选择、原料配制和混合等方面都已日趋优化。

首先将满足纯度的原料按一定化学计量比称量，并加入一定量的助熔剂充分混匀，在还原气氛中焙烧，经粉碎、过筛即得所需的一系列发光材料。

2、高温固相法的优缺点
这种方法反应效率高，合成材料结晶化程度高，化学稳定性好。

但传统的高温固相反应，也存在很多的弊端，例如产物容易集结成硬块, 材料的发光中心在后续过程容易遭到破坏引起光衰等。

因而稀土掺杂型发光材料的制备技术研究成为热点课题，某些化学物理方法和新技术的出现为掺杂型稀土发光材料提供了新的合成手段。

三、溶胶—凝胶法
1、溶胶—凝胶法
溶胶—凝胶法是一种湿化学合成方法，是将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶胶或经解凝形成溶胶，溶质聚合凝胶化，再将凝胶干燥、焙烧去除有机成分，最后得到无机材料。

此法几乎适用于所有发光材料的合成。

传统的溶胶—凝胶法可分为水溶液溶胶—凝胶法和醇盐溶胶—凝胶法两种，后者更为常见。

目前溶胶—凝胶法的起始原料比较灵活多变，许多无机盐也可作为先驱物。

2、溶胶—凝胶法的优缺点
与传统的高温固相反应相比，溶胶—凝胶法有以下优点：产物的均匀性好，使激活离子能均匀地分布在基质晶格中，烧结温度低，节能，产物纯度高，溶剂在后处理过程中易被除去，能最大程度抑制副反应。

此法缺点是原料成本高，处理工序长，高温热处理时颗粒容易团聚，并且醇盐对人体有害，对环境造成污染。