一种复合化合物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种复合化合物的制备方法，这种方法通过在传统的共沉淀产物体系中加入可分解分散介质，并利用该可分解分散介质在特定条件下脱水、脱碳时产生的阻隔效应避免颗粒之间相互团聚，得到的复合化合物在所具有的特定比表面积下，反应活性符合制备高性能发光材料的要求，使所制备发光材料的颗粒尺寸、粒度分布、表面形貌、发光性能，涂敷性能、抗劣化性能等指标达到优化。本发明专利技术的复合化合物制备方法具有制备过程迅速可控、容易规模化生产、产品均一性好等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复合化合物的制备方法，具体来说是一种可用作发光材料前驱物用途的具有特定比表面积和分散指数的复合化合物的制备方法。
技术介绍
Eu、Tb、Dy、Gd、Ce、Mn元素所具有的特定电子结构使得通过调整基质材料和合成条件，可以得到多种功能材料。尤其是作为发光材料激活剂离子时，发射光谱可覆盖从紫外到近红外的广阔范围，同时由于相应的发光材料具有高的发光强度、高的显色性等优点，目前已经在照明和显示等领域得到广泛的应用，与之相应的电视、节能灯成为人们日常生活中不可或缺的组成部分。随着科学技术的不断发展，人们对电视、节能灯等器件的要求不断提高，尤其在电视方面，大屏幕、高分辨率、长寿命、高亮度电视已经逐渐成为市场需求的主流。为了适应显示及照明领域的迅速发展，技术方面对发光材料的要求也不断提高，高亮度、高稳定性、粒度分布集中、形貌规则的新型发光材料已经成为市场所趋。为了制备高性能的新型发光材料，科学家们从制备方法、制备原料等方面进行着不懈的努力，尤其近十年内，包括共沉淀法、溶胶凝胶法、燃烧法、喷雾热解法等新型的软化学制备方法层出不穷，逐步在为取代传统的高温固相法奠定了一定的基础，通过前驱物的高温处理来制备发光材料正在成为一个业界共知的趋势。在制备发光材料前驱物的软化学方法中，目前最为常用的是共沉淀法。该过程主要是通过在溶液体系中加入一定量的沉淀剂来生成沉淀，然后过滤、烘干沉淀物，在高温条件下焙烧沉淀物即可得到前驱物。这种方法的优点在于容易大规模生产，并且产物成份的均一性较好，目前在Y2O3:Eu荧光粉的制备中已经得到大规模的应用。但是，沉淀法的一些缺点却一定程度上限制了其大规模应用，尤其在稀土激活的发光材料方面应用并不广泛。具体如下：1)中重稀土离子的沉淀过程容易出现胶状，条件难以控制。Eu、Tb、Dy、Y、Gd等中重稀土离子的氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐、草酸盐的Ksp值都很小，调节pH值或者与相应的酸根反应容易生成沉淀，但是，除草酸盐外，中重稀土的大部分反应沉淀物呈胶状，只有精确控制其pH值、温度、浓度等综合条件才能够生成易于过滤的沉淀物。在实际的操作中，这些条件非常苛刻并且难以掌握，一旦任何一个条件发生-->变化，该批产品将难以沉降，无法过滤，往往造成很大的损失和浪费。对于草酸盐来说，产物虽然容易过滤，但颗粒尺寸都比较粗大，相应所制备的发光材料的颗粒尺寸也比较大。2)稀土离子以及体系中其它离子的溶度积差别往往较大，沉淀中很难控制得到均相产物。稀土离子的溶度积处于10-9～10-24之间，并且随着离子半径的增大而减小，相应地，各种稀土离子的沉淀pH值却由7.82降低到6.30。这样在混合稀土离子体系的沉淀过程中，重稀土离子往往非常容易先沉淀下来，并且相互团聚，从而局部重稀土离子浓度升高，产物局部区域之间成份出现差异。如果体系中还存在非稀土金属离子，这种现象就更加严重，不均相的沉淀物在实际使用中的性能不稳定，难以得到准确化学计量比的化合物。3)沉淀反应存在沉淀剂局部浓度差异，造成沉淀物颗粒大小差异很大。工业上最常用的沉淀方法是使用沉淀槽，先将相应的溶液混合均匀加入沉淀槽，在搅拌的条件下加入沉淀剂来发生反应。同样浓度的溶液体系中加入沉淀剂时，开始非常容易出现局部浓度过高提前沉淀的现象。首先沉淀的产物作为晶核，然后大量的后沉淀的颗粒在该核周围团聚生成，这样就形成了较大颗粒。随着反应的进行，体系阳离子浓度逐渐消耗，沉淀的生成速度也逐渐受到影响，这样容易生成较细小的颗粒。因此统计结果往往会出现颗粒尺寸分布很宽的现象，也就是说这种产物的分散系数较大。4)沉淀的洗涤过程需要消耗大量的水，同时造成污染。沉淀过程结束后，往往需要洗涤后才能烘干滤饼。滤饼的洗涤过程要消耗大量的水，洗涤后的溶液由于其中离子浓度较低或者成本上的问题往往不加处理直接排放，很容易造成污染。实际上，在反应容器没有引入杂质的前提下，后续各个步骤引入的杂质量非常小，洗涤过程虽然可以尽量消除杂质离子的影响，但这个过程造成的水资源浪费和污染问题却不可低估。5)滤饼烘干、焙烧过程容易出现团聚现象，造成产物的比表面缩小。为了得到干燥的共沉淀物，目前往往把滤饼进行烘干等处理，结果发现产物板结现象严重，产物的比表面积小于0.3，用来制备发光材料时很容易出现颗粒尺寸较大、分布较宽的现象。这种现象在沉淀条件没有得到良好控制的情况下会严重影响最终产物的颗粒形貌和尺寸。
技术实现思路
本专利技术针对以上
技术介绍
中存在的问题提出了一套较好的解决方案。本专利技术的目的在于：提供一种制备前驱物复合化合物的方法；提供一类使用这种方法制-->备的前驱物复合化合物以及相应的发光材料、使用这类发光材料的器件。本专利技术的前驱物制备方法的原理是通过前驱物焙烧时，利用可分解分散介质(阻隔材料)产生大量气体，从而形成一个气体阻隔环境，防止颗粒之间相互接触而进一步生长，有效避免颗粒团聚。并且由于表面张力缘故，反应物会被气泡鼓起，而气泡之间的反应物在气泡破裂后的冷却过程收缩，使颗粒趋向于均匀的颗粒，并且将比表面积控制在一定范围内。本专利技术的方法可以是在沉淀体系中或倾去上层清液的沉淀体系中直接加入可分解分散介质，避免了部分未沉淀离子在洗涤中被洗掉，保证产物成分的准确性，还在可以避免局部浓度差异造成的颗粒尺寸不一。本专利技术的前驱物制备方法尤其适合Eu、Tb、Dy、Gd等重稀土离子生成胶状沉淀的情况，不用过滤步骤，直接焙烧得到前驱物，制备条件要求不高，生产效率可有效提高，并且产物质量得到有效保证。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：1、一种复合化合物的制备方法，其特征在于制备过程包括以下步骤：1)在酸性介质中或中性介质中溶解并混合相应金属或非金属的对应化合物；2)调节介质环境使所含元素发生固化反应；3)将步骤2)得到的固化产物与至少一种可分解分散介质均匀混合；4)将步骤3)得到的混合物在特定条件下脱水、脱碳得到产物即为该复合化合物。2、根据实施方案1所述的复合化合物制备方法，其特征在于该复合化合物具有以下特征：1)包含Eu、Tb、Dy、Gd、Ce、Mn中的至少一种；2)比表面积为0.3-20m2/g；3)分散度不大于0.8。3、根据实施方案1所述复合化合物的制备方法，其特征在于步骤1)中所述在酸性介质中或中性介质中溶解，这种介质的特征在于该介质的pH值不大于7。4、根据实施方案3所述复合化合物的制备方法，其特征在于该介质为硝酸、盐酸、硼酸、磷酸、氢氟酸、硅酸、水中的至少一种。5、根据实施方案1所述复合化合物的制备方法，其特征在于步骤2)中所述的调节介质环境的方法包括调节体系pH值、调节体系温度、调节体系压力、加入沉淀剂中的至少一种。6、根据实施方案5所述复合化合物的制备方法，其特征在于所述沉淀剂为氨水、碳酸铵、-->碳酸氢铵、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、草酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中至少一种。7、根据实施方案5所述复合化合物的制备方法，其特征在于所述调节体系温度、调节体系压力过程的压力在1.5-5个大气压，温度在150-300℃。8、根据实施方案1所述复合化合物的制备方法，其特征在于步骤3)中所述可分解分散介质的特征在于在体系温度达到100-800℃时可以发生分解并放出气体或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合化合物的制备方法，其特征在于制备过程包括以下步骤：　　　　１）在酸性介质中或中性介质中溶解并混合相应金属或非金属的对应化合物；　　　　２）调节介质环境使所含元素发生固化反应；　　　　３）将步骤２）得到的固化产物与至少一种可分解分散介质均匀混合；　　　　４）将步骤３）得到的混合物在特定条件下脱水、脱碳得到产物即为该复合化合物。

【技术特征摘要】
1.一种复合化合物的制备方法，其特征在于制备过程包括以下步骤：1)在酸性介质中或中性介质中溶解并混合相应金属或非金属的对应化合物；2)调节介质环境使所含元素发生固化反应；3)将步骤2)得到的固化产物与至少一种可分解分散介质均匀混合；4)将步骤3)得到的混合物在特定条件下脱水、脱碳得到产物即为该复合化合物。2.根据权利要求1所述的复合化合物制备方法，其特征在于该复合化合物具有以下特征：1)包含Eu、Tb、Dy、Gd、Ce、Mn中的至少一种；2)比表面积为0.3-20m2/g；3)分散度不大于0.8。3.根据权利要求1所述复合化合物的制备方法，其特征在于步骤1)中所述在酸性介质中或中性介质中溶解，这种介质的特征在于该介质的pH值不大于7。4.根据权利要求3所述复合化合物的制备方法，其特征在于该介质为硝酸、盐酸、硼酸、磷酸、氢氟酸、硅酸、水中的至少一种。5.根据权利要求1所述复合化合物的制备方法，其特征在于步骤2)中所述的调节介质环境的方法包括调节体系pH值、调节体系温度、调节体系压力、加入沉淀剂中的至少一种。6.根据权利要求5所述复合化合物的制备方法，其特征在于所述沉淀剂为氨水、碳酸铵、碳酸氢铵、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：鱼志坚，赵春雷，夏天，黄小卫，庄卫东，
申请(专利权)人：有研稀土新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]