一种采用自牺牲模板制备复式钨酸盐的方法技术

本发明专利技术的一种采用自牺牲模板制备复式钨酸盐的方法，步骤如下：配制相应浓度的稀土硝酸盐溶液，按配比，将硫酸铵颗粒溶解在稀土硝酸盐溶液中，形成混合液，调节混合液pH，并持续搅拌得均匀悬浊液，反应获得产物，反应结束后，立即对产物进行离心分离，获得层状化合物纳米片RE2(OH)4SO4·2H2O，加入A2WO4溶液中，混合均匀后进行水热反应，将反应产物冷却至室温，离心分离后，干燥得到固体粉末状态钨酸盐ARE(WO4)2。本发明专利技术使用了层状化合物纳米片作为自牺牲模板，更利于REPO4·1.5H2O形成，水热后直接获得目标产物，且合成参数宽泛，不需要精细调控即可获得目标产物，制得的复式钨酸盐在应用于荧光粉制备时，会使荧光粉有更广泛的应用。

A Method of Preparing Compound Tungstate Using Self-sacrificing Template

The method of preparing compound Tungstate by self-sacrificing template comprises the following steps: preparing corresponding concentration of rare earth nitrate solution, dissolving ammonium sulfate particles in rare earth nitrate solution according to the ratio, forming a mixture solution, adjusting the pH of the mixture solution, and continuously stirring to uniform suspension, obtaining the product through reaction, and centrifuging the product immediately after reaction. Layered compound nanosheet RE2 (OH) 4SO4 2H_2O was prepared, and then added into A2WO4 solution. After homogeneous mixing, the reaction product was cooled to room temperature. After centrifugal separation, tungstate ARE (WO4) 2 in solid powder state was obtained by drying. The invention uses layered compound nanosheet as self-sacrificing template, which is more conducive to the formation of REPO4.1.5H_2O. The target product can be obtained directly after hydrothermal treatment, and the synthesis parameters are broad, and the target product can be obtained without fine regulation. The prepared compound tungstate can be widely used in phosphor preparation.

【技术实现步骤摘要】
一种采用自牺牲模板制备复式钨酸盐的方法
：本专利技术属于材料科学
，具体涉及一种采用自牺牲模板制备复式钨酸盐的方法。
技术介绍
：复式钨酸盐ARE(WO4)2(A＝Li+，Na+，K+，RE为稀土元素)与CaWO4具有相同的结构类型，属于四方晶系白钨矿结构，物理化学性质稳定、具有优良的导热性和机械性能。是非常好的激光晶体材料基质，同时也可以作为显示器荧光粉和日光灯荧光粉良好的基质材料。ARE(WO4)2作为基质材料掺杂荧光离子时性能优异。ARE(WO4)2在紫外光区域的吸收能力较强，并且基质中的钨酸根对于所掺入的稀土离子会有较强的敏化作用，这有利于能量的传递从而获得更高效的荧光性质。在该结构中相邻RE3+间通过RE-O-W-O-RE的结构互相接连，其中A+和RE3+交替占据着相同的晶格位点。结构中RE3+的位置很容易被半径相似的稀土激活剂离子取代而不易引起晶格畸变，并且结构中的A+可以良好的把激活剂间隔开，从而有效的抑制浓度淬灭现象，可有效提高掺杂浓度。另外，在稀土掺杂钨酸盐中，由于WO42-基团中W-O键具有较强的共价键效应，多面体中氧离子受到邻近高价态钨的极化作用，使得稀土激活离子的荧光浓度猝灭效应减弱，也可以提升稀土离子的掺杂浓度，获得较高发光强度和发光效率的荧光材料。目前，ARE(WO4)2的合成方法主要包括传统的固相反应法，水/溶剂热法，微波水热法，沉淀法等。固相法和水热法为最为常用的两种方法。采用固相反应法不易得到纯相物质，往往需要较高温度(大于1200℃)才能获得纯相。并且固相反应法所得产物微观形貌往往存在较为严重的团聚现象，粉体难以达到要求的粒径且产物的微观形貌不易控制，但荧光粉的颗粒和形貌对发光器件的发光性能有很大影响，有些应用中希望荧光粉有特定的形貌。采用水热法制备ARE(WO4)2可以从一定程度上调节目标产物的形貌，但通常需要经过煅烧某种经过水热反应获得的前躯体才能得到目标产物。钨酸根在溶液中水解行为复杂，难以调控，所得水热产物复杂，需要多次实验调控才能找到合适的前驱体。因此探索新的合成ARE(WO4)2的合成方法因此具有重要意义。
技术实现思路
：本专利技术的目的是克服上述现有技术存在的不足，针对ARE(WO4)2复式钨酸盐合成中存在的问题，并结合超薄层状化合物RE2(OH)4SO4·2H2O，提供一种以层状化合物RE2(OH)4SO4·2H2O为自牺牲模板的制备方法。目的是丰富现有NaRE(WO4)2复试钨酸盐的制备方法，丰富该种钨酸盐微观形貌。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种采用自牺牲模板制备复式钨酸盐ARE(WO4)2的方法，包括以下步骤：步骤1，层状化合物RE2(OH)4SO4·2H2O的制备：(1)将六水硝酸镧(RE(NO3)3·6H2O)在去离子水中混合均匀，配制成RE3+浓度为0.03～0.20mol/L的稀土硝酸盐(RE(NO3)3)溶液；所述的RE为La，Ce，Pr，Nd，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy中的一种；(2)将硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)溶解在稀土硝酸(RE(NO3)3)溶液中，形成混合液，其中，所述的硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)与稀土硝酸盐(RE(NO3)3)溶液的加入量按摩尔比，SO42-：RE3+＝0.5～10；(3)向混合液中加入氨水，调节混合液pH至7～10，并持续搅拌10～30min，得到均匀悬浊液；将均匀悬浊液进行反应，获得产物；其中，所述的反应温度为4～120℃，反应时间为12～72h；步骤2，产物清洗提纯：(1)反应结束后，立即对产物进行离心分离，获得层状化合物纳米片RE2(OH)4SO4·2H2O；步骤3，以层状化合物纳米片为自牺牲模板制备NaRE(WO4)2(1)取A2WO4溶液，将RE2(OH)4SO4·2H2O纳米片与A2WO4溶液混合均匀后，进行水热反应，获得反应产物；其中，所述的添加量按摩尔比，WO42-∶RE3+＝10～100，反应温度为150～220℃，反应时间为4～72h，A为Li，Na，K中的一种；(2)将反应产物冷却至室温，离心清洗后，干燥得到复式钨酸盐ARE(WO4)2；其中，复式钨酸盐ARE(WO4)2为固体粉末状态。所述的步骤1(3)中，当RE＝Ce时，滴入氨水时为在氩气气氛保护下滴入，以防止Ce3+氧化为Ce4+。所述的步骤1(3)中，当RE＝La，Ce，Pr，Nd，Sm时，混合液pH调整为8.5～10，当RE＝Eu，Gd，Tb，Dy时，混合液pH调整为7～8。所述的步骤1(3)中，当RE＝La，Ce，Pr，Nd，Sm时，反应温度为4～120℃，当RE＝Eu，Gd，Tb，Dy时反应温度为50～120℃。所述的步骤2(1)中，所述的离心分离过程为：对产物进行离心分离后，倒掉上层液，使用去离子水水洗三次剩余固体，获得层状化合物纳米片RE2(OH)4SO4·2H2O。所述的步骤3(1)中，RE2(OH)4SO4·2H2O纳米片作为自牺牲模板使用。所述的步骤3(1)中，A2WO4溶液浓度为0.3-3.0mol/L；钨酸根的来源为钨酸钠Na2WO4，不能使用如钨酸铵等其他钨酸源。所述的步骤3(1)中，水热反应在反应釜中进行。所述的步骤4(2)中，冷却产物的离心清洗过程为：先用蒸馏水离心清洗，再用无水乙醇离心清洗，其中，蒸馏水离心清洗次数为3次，无水乙醇离心清洗次数为1次。所述的步骤3(2)中，干燥温度为40～60℃，干燥时间为12～24h。所述的步骤3(2)中，复式钨酸盐ARE(WO4)2为直径约为4.5～5.5μm的圆片状微观形貌，片厚约为500～600nm。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术使用了一种自牺牲模板法制备复式钨酸盐NaRE(WO4)2。模板为自牺牲模板，参与化学反应，反应过程中，反应物逐渐在模板表面生成，得到目标产物之后不需进行后续处理去掉模板。(2)本专利技术使用了一种新型层状化合物凝胶作为自牺牲模板，该化合物化学式为RE2(OH)4SO4·2H2O，该模板中RE3+∶OH-＝1∶2，在溶液反应过程中，OH-与WO42-为竞争配位关系，较高的RE3+∶OH-比例，使WO42-更容易与RE3+配位从而更容易形成目标产物，因此更有利于ARE(WO4)2的形成。(3)本专利技术的技术方案简单易行。采用本专利技术技术方案可在水热后直接获得目标产物ARE(WO4)2，不需要像常规方法那样需要对水热后的中间产物进行煅烧才可获得目标产物。能够更好的保持水热后目标产物的形貌。很多常规水热方法在水热反应后获得的都是中间体，需要对中间体进行进一步煅烧才可获得目标产物NaRE(WO4)2。具体的煅烧温度需要通过多次实验才能确定，并且高温煅烧过程有破坏产物原有微观形貌的可能，现有技术中，不同水热温度条件下得到的水热产物NaGd(WO4)2SEM图如图7所示，水热反应直接得到目标产物，分散性较差，存在团聚现象，另有对水热中间体煅烧获得目标产物，水热产物经过不同温度煅烧后获得的NaGd0.9Eu0.1(WO4)2SEM图如图8所示，存在团聚现象，粒径分布不均匀，高温煅烧破坏水热产物形貌。(4)不同的微观形貌会从多方位影响荧光粉的应用，如荧光粉需要涂覆时则希望它能有较好的涂覆性能，单分散球形的荧光粉则能够更容易自组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用自牺牲模板制备复式钨酸盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，层状化合物RE2(OH)4SO4·2H2O的制备：(1)将六水硝酸镧(RE(NO3)3·6H2O)在去离子水中混合均匀，配制成RE

【技术特征摘要】
1.一种采用自牺牲模板制备复式钨酸盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，层状化合物RE2(OH)4SO4·2H2O的制备：(1)将六水硝酸镧(RE(NO3)3·6H2O)在去离子水中混合均匀，配制成RE3+浓度为0.03～0.20mol/L的稀土硝酸盐(RE(NO3)3)溶液；所述的RE为La，Ce，Pr，Nd，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy中的一种；(2)将硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)溶解在稀土硝酸(RE(NO3)3)溶液中，形成混合液，其中，所述的硫酸铵颗粒((NH4)2SO4)与稀土硝酸盐(RE(NO3)3)溶液的加入量按摩尔比，SO42-：RE3+＝0.5～10；(3)向混合液中加入氨水，调节混合液pH至7～10，并持续搅拌10～30min，得到均匀悬浊液；将均匀悬浊液进行反应，获得产物；其中，所述的反应温度为4～120℃，反应时间为12～72h；步骤2，产物清洗提纯：(1)反应结束后，立即对产物进行离心分离，获得层状化合物纳米片RE2(OH)4SO4·2H2O；步骤3，以层状化合物纳米片为自牺牲模板制备NaRE(WO4)2(1)取A2WO4溶液，将RE2(OH)4SO4·2H2O纳米片与A2WO4溶液混合均匀后，进行水热反应，获得反应产物；其中，所述的添加量按摩尔比，WO42-：RE3+＝10～100，反应温度为150～220℃，反应时间为4～72h，A为Li，Na，K中的一种；(2)将反...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪娇，王秋实，朱革，张伟，张蓉瑜，姚传刚，
申请(专利权)人：渤海大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21