稀土磷酸盐胶态分散体，其制备方法和由所述分散体得到的透明发光材料技术

本发明专利技术涉及包含磷镧镨矿结构的稀土磷酸盐颗粒（Ｌｎ）和多磷酸盐的胶态分散体。所述分散体通过如下方法制备，该方法在于，形成一种介质，所述介质包含至少一种稀土盐和多磷酸盐，其量使得Ｐ／Ｌｎ之比等于或大于３，加热由此得到的介质并除去残留的盐，从而获得所述分散体。本发明专利技术还涉及可由所述分散体制得并且基于稀土磷酸盐颗粒和多磷酸盐的透明发光材料，其Ｐ／Ｌｎ之比大于１。本发明专利技术还涉及包含所述材料和激发源的发光系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】,其制备方法和由所述分散体得到的透明发光材料的制作方法
本专利技术涉及一种稀土磷酸盐的胶态分散体，涉及其制备方法并且涉及一种尤其可由该分散体制得的透明发光材料。稀土磷酸盐因其发光性能而著称。它们也可以呈胶态分散体的形式作为抛光剂而用于电子工业。目前，发光和电子领域已经有了相当大的发展。这些进展中可提及的实例包括等离子系统(用于显示器和灯具)在可视化和照明新技术方面的发展。这些新应用要求发光材料具有越来越好的性能。因此，除了其发光性能之外，还需要这些材料具有特定的形态或粒度特征，以便使其尤其更易于在所需的应用中使用。更确切地说，需要发光材料呈现出尽可能个体化和非常小尺寸的颗粒的形式。而且，仍然是在发光和电子领域中的研究进展方面，人们力图获得能够发出各种颜色的光并且还能够发出白光的透明薄膜形式的材料。溶胶或胶态分散体为获得这类产品提供了一个有效的途径。本专利技术的第一个目的是提供一种胶态分散体形式的稀土磷酸盐。本专利技术的第二个目的是获得上述类型的发光材料。为此，本专利技术的胶态分散体的特征在于，它包括磷镧镨矿结构的稀土(Ln)磷酸盐颗粒，并且其特征在于它进一步包括多磷酸盐。按照第一个具体实施方案，本专利技术还涉及一种基于稀土(Ln)磷酸盐颗粒的透明发光材料，其中材料的P/Ln摩尔比大于1。按照第二个具体实施方案，本专利技术还涉及一种透明发光材料，其特征在于它包括化合物的纳米颗粒，该化合物选自钒酸盐、稀土磷酸盐、钨酸盐和稀土氧化物，并且其特征在于当受到激发时它能够发射出白光，该白光的三色坐标落入CIE色度图上的下述多面体中(x＝0.16；y＝0.10)；(x＝0.16；y＝0.4)；(x＝0.51；y＝0.29)；(x＝0.45；y＝0.42)。通过阅读以下说明和各个具体的用来解释的非限定性实施例，本专利技术的其他特征、细节和优点将变得更加明显。术语稀土元素(Ln)或镧系元素应理解为是指由钇和元素周期表中原子序数为57至71(包括端值)的元素所组成的组中的元素。除非另有说明，在说明书的余下部分中，所给出的数值范围中包括端值在内。本专利技术涉及一种或多种稀土元素的磷酸盐的颗粒的分散体或溶胶。此处应将它们理解为基本上是基于正磷酸盐的颗粒，通常是式LnPO4·nH2O所示的水合正磷酸盐，Ln表示一种或多种稀土元素，n通常是0至1，更具体是0至0.5，甚至更具体地n可以等于0.5。此外，对于说明书的其余部分，“稀土磷酸盐的胶态分散体或溶胶”这一措辞代表由胶体尺寸的微细固体颗粒组成的任何体系，这些颗粒通常基于以上所定义的稀土磷酸盐，它们可以是水合的或悬浮在液相中。这些颗粒也可以任选包含残余量的键合离子或吸附离子，所述离子可来自用于制备分散体的稀土元素的盐，例如硝酸根、醋酸根、氯根离子、柠檬酸根或铵阴离子，或者钠离子，或者甚至是磷酸根阴离子(HPO42-、PO43-、P3O105-等等)。应当明确，在这些分散体中，稀土元素要么完全是胶粒的形式，要么以离子、络合离子和胶粒的形式同时出现。优选地，至少80％、甚至100％的稀土元素是呈胶态形式。磷酸盐具有磷镧镨矿结构(六方晶系结构P6222系列(180号)；JCPDS文件46-1439)。采用Scherrer方法通过对颗粒粉末进行X-射线衍射而测得的微晶的尺寸通常小于30纳米，更具体地小于20纳米，优选小于10纳米，甚至更优选至多8纳米。本专利技术的分散体是纳米级分散体。纳米级分散体是指这样的分散体，其胶粒大小通常至多大约250纳米，特别是至多100纳米，优选至多20纳米，甚至更具体是至多15纳米。这些胶粒尤其可具有约5纳米至约20纳米的尺寸。前述尺寸对应于使用Michael L.McConnell在AnalyticalChemistry(分析化学)杂志，53(8)，1007 A(1981)中描述的方法通过准弹性光散射测定的平均流体力学直径。而且，在优选的具体实施方案中，胶粒在其形态方面是各向同性的或者基本上是各向同性的。这是因为其与针状或片形颗粒相反，其形状接近于球形(完全各向同性的形态)。更确切地说，这些颗粒的L/l之比至多为5，优选至多为4，甚至更具体地至多是3，L代表颗粒的最大长度，l代表最短长度。本专利技术特别适用于这样的情况，其中稀土元素是镧、铈、铕、钆、铽、镥或钇。此外，如上所述，本专利技术的磷酸盐可包含几种稀土元素，在磷酸盐必须具有发光性能的情况下这一点尤为重要。此时，磷酸盐包含第一稀土元素和一种或多种其他稀土元素，第一稀土元素可以视为正磷酸盐的组成元素，其他稀土元素通常用术语“掺杂剂”来表达，它们就是这些发光性能的起因。掺杂剂的最小量是获得所述性能所需要的量。因此，本专利技术特别适用于镧铈铽三元磷酸盐的胶态分散体。在这些三元磷酸盐中，可具体提及的是式LaxCeyTb1-x-yPO4所示的那些磷酸盐，其中x是0.4至0.7，包括端值在内，x+y大于0.7。本专利技术还特别适用于镧铕或镧铥或镧铥钆混合磷酸盐。就包含铥的磷酸盐而言，铥含量以相对于镧的at％来表示则可以是0.1至10，更具体是0.5至5，对于含钆的那些磷酸盐，钆元素的含量以相对于镧的at％来表示则可以是例如10至40％。本专利技术还适用于磷酸镧铈和磷酸镧镝。对于磷酸镧铈，铈含量可以更具体地是20％至50％，该含量以铈相对于铈和镧原子总和的at％来表达。当磷酸盐包含铈时，最特别的是在具有发光性能的磷酸盐的情况下，全部铈的至少90％、优选至少95％是铈III的形式。按照另一特征方面，本专利技术的分散体进一步包括多磷酸盐。术语“多磷酸盐”在本专利技术的说明书中应理解为是指一种化合物，其结构是PO43-四面体的组合体，这些四面体可以被组合成线型链的形式 n至少等于2；或者通过这些链自身闭合形成环状偏磷酸盐而组合成环化合物。上述多磷酸盐尤其可对应于或衍生自一价、二价或三价金属的磷酸盐，特别是碱金属磷酸盐。具体地，这些磷酸盐可以是满足式(1)的化合物 或者对于线型化合物来说是Mn+2PnO3n+1，或者对于环状化合物来说是(MPO3)m，其中式M表示一价金属，OM也可以用有机基团代替，并且至少一个M可用氢代替。可提及的多磷酸盐的实例包括三聚磷酸盐(n＝3)，具体地它来自于式(1)的化合物；和六偏磷酸盐，它来自于其中M是碱金属、特别是钠的化合物(MPO3)6。同样可提及的是三磷酸腺苷C10H6O13N5P3。上述类型的多磷酸盐存在与否可以通过颗粒粉末在15kHz下的31P磷MAS NMR来证实。NMR谱显示出存在对应于可归因于组成颗粒的正磷酸盐的化学位移的第一个峰，以及对应于可归因于多磷酸盐化合物的化学位移的至少两个其他峰。这些化学位移极其依赖于多磷酸盐/稀土元素之比和pH。另外，这些多磷酸盐峰的宽度表明，该多磷酸盐存在于颗粒的表面并且可能通过络合作用和以阴离子形式结合在后者上。分散体的液相还可能包含一些多磷酸盐，但是与结合至颗粒的多磷酸盐的量相比这只是少量。由于存在多磷酸盐，因而本专利技术分散体的磷酸盐颗粒的P/Ln摩尔比大于1。该比率可以至少是1.1，尤其是至少1.2，甚至更具体是至少1.5。例如，它可以是1.1至2。本专利技术的分散体通常是含水分散体，水是连续相。不过，在某些变换方案中，本专利技术的分散体可拥有基于水/醇混合物的含水醇连续相、醇连续相或由有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胶态分散体，其特征在于，它包括磷镧镨矿结构的稀土（Ｌｎ）磷酸盐颗粒，并且它进一步包括多磷酸盐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JP布瓦洛，V比塞特，JY沙内钦，T加库安，T勒梅西耶，
申请(专利权)人：罗狄亚电子与催化公司，国家科学研究中心，
类型：发明
国别省市：FR[法国]