一种Mn(IV)掺杂的氟硅酸钾红色荧光粉的改性方法技术

本发明专利技术公开了一种Mn(IV)掺杂的氟硅酸钾（简写为KSFM）红色荧光粉的改性方法。本发明专利技术针对KSFM荧光粉的耐水稳定性较差的缺陷，选用氨羧络合剂对其进行表面改性，所述氨羧络合剂选用熔点较高且配位能力较强的二胺四乙酸、乙二胺四乙酸四钠、羟乙基乙二胺三乙酸、亚氨基二乙酸和乙二醇双四乙酸的一种或者多种。一方面，氨羧络合剂与KSFM荧光粉晶体表面的Mn(IV)离子配位结合形成稳定的配合物，从而抑制了因Mn(IV)离子遇水发生水解反应而导致KSFM发光强度的衰减；同时，所述氨羧络合剂还可进一步配位结合因KSFM基质遇水溶解而析出的Mn(IV)离子，实现了对该种荧光粉持续性的耐水效果。实现了对该种荧光粉持续性的耐水效果。实现了对该种荧光粉持续性的耐水效果。

【技术实现步骤摘要】
2018, 69
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74）报道的方法制备KSFM荧光粉，利用氨羧络合剂对KSFM进行处理，以提高其耐水性；所述氨羧络合剂选自乙二胺四乙酸（EDTA）、乙二胺四乙酸四钠（EDTA
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4Na）、羟乙基乙二胺三乙酸（HEDTA）、亚氨基二乙酸（IDA）或乙二醇双四乙酸（EGTA）中的至少一种。
[0005]所述氨羧络合剂分子中的氨基氮原子和羧基氧原子均为亲核性很强的配位原子，对金属离子具有较强的配位能力，在KSFM荧光粉中加入适量的氨羧络合剂，能够配位结合KSFM晶体表面的Mn(IV)离子及其基质遇水溶解而析出的Mn(IV)离子，从而有效地抑制了Mn(IV)离子发生水解反应生成Mn(OH)4和MnO2，达到提高KSFM荧光粉的耐水性的目的。
[0006]进一步地，所述改性方法具体为：将KSFM红色荧光粉分散在氨羧络合剂的氢氟酸溶液中，在一定温度下搅拌反应，待反应结束后进行后处理，得到改性的荧光粉。
[0007]更进一步地，KSFM红色荧光粉的用量为0.3～0.6 g，氢氟酸溶液用量为20 mL，浓度为40%（wt%），氨羧络合剂的加入量为0.3~1.7 mmol。
[0008]更进一步地，搅拌反应的条件为20～40℃、300～1000 r/min、10～30 min。
[0009]更进一步地，所述后处理是将反应物溶液进行离心分离，收集沉淀物，用适量乙醇洗涤，在真空干燥箱中于60~80℃充分干燥，得到表面改性的KSFM荧光粉。离心操作是将改性反应后的KSFM荧光粉与液体进行分离并收集固体产物；选用乙醇进行洗涤，以除去改性荧光粉产物表面残留的水分、氢氟酸和氨羧络合剂；干燥操作可进一步除去改性荧光粉产物表面残留的水分和氢氟酸。
[0010]在本专利技术中，选用熔点较高且配位能力较强的氨羧络合剂对KSFM荧光粉进行改性处理，通过络合剂配位结合荧光粉晶体表面上的Mn(IV)离子及其基质遇水溶解而析出的Mn(IV)离子，从根源上避免了Mn(IV)离子遇水发生水解而导致荧光粉的荧光强度衰减的问题；筛选合适的氨羧络合剂及其用量，通过0~336 h的耐水性实验结果证明，改性后的KSFM荧光粉仍具有很高的发光效率，荧光强度仅降低2%~30%，说明所选用的氨羧络合剂处理KSFM荧光粉后，荧光粉的耐湿性获得了显著提升。本专利技术的改性处理方法简单、条件温和、成本低廉，有望实现工业规模化生产应用。
附图说明
[0011]图1为采用文献Xiaoyu Sun, He Zheng, Xuan Gu, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 2018, 69
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74报道的方法制备的KSFM荧光粉的场发射扫描电镜图；图2为实施例1中KSFM荧光粉经0.9 mmol EDTA处理后的场发射扫描电镜图；图3为实施例1中KSFM荧光粉经0.9 mmol EDTA处理前后的X射线光电子能谱图；图4为实施例1中KSFM荧光粉经0.9 mmol EDTA处理前后的X射线光电子能谱中Mn元素的信号放大图；图5为实施例1中KSFM荧光粉经0.9 mmol EDTA处理前后的X射线光电子能谱中C元素的信号放大图；图6为实施例1中KSFM荧光粉经0.9 mmol EDTA处理前后的X射线衍射图；图7为实施例1中KSFM荧光粉经0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.4、1.7 mmol EDTA处理前后的荧光发光强度对比；
图8为实施例3中KSFM荧光粉经0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.4、1.7 mmol EDTA
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4Na处理前后的荧光发光强度对比；图9为实施例5中KSFM荧光粉经0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.4、1.7 mmol HEDTA处理前后的荧光发光强度对比；图10为实施例7中KSFM荧光粉经0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.4、1.7 mmol IDA处理前后的荧光发光强度对比；图11为实施例9中KSFM荧光粉经0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.4、1.7 mmol EGTA处理前后的荧光发光强度对比；图12为实施例2中KSFM荧光粉与0.9 mmol EDTA处理后的KSFM荧光粉在水中浸泡24 h、72 h、168 h、336 h后的荧光发光强度的变化；图13为实施例4中KSFM荧光粉与0.3 mmol EDTA
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4Na处理后的KSFM荧光粉在水中浸泡24 h、72 h、168 h、336 h后的荧光发光强度的变化；图14为实施例6中KSFM荧光粉与0.9 mmol HEDTA处理后的KSFM荧光粉在水中浸泡24 h、72 h、168 h、336 h后的荧光发光强度的变化；图15为实施例8中KSFM荧光粉与1.4 mmol IDA处理后的KSFM荧光粉在水中浸泡24 h、72 h、168 h、336 h后的荧光发光强度的变化；图16为实施例10中KSFM荧光粉与0.7 mmol EGTA处理后的KSFM荧光粉在水中浸泡24 h、72 h、168 h、336 h后的荧光发光强度的变化。
具体实施方式
[0012]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，但不应理解为对本专利技术的限制。在不背离本专利技术精神和实质的情况下，对本专利技术方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件的实验方法及未说明配方的试剂均为按照本领域常规条件。
[0013]本专利技术中采用文献Xiaoyu Sun, He Zheng, Xuan Gu, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 2018, 69
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74报道的方法制备的KSFM荧光粉。
[0014]实施例1分别将0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.4、1.7 mmol EDTA溶解在20 mL 40%氢氟酸中，搅拌溶解后分别加入0.6 g KSFM，搅拌反应10 min，搅拌速度为600 r/min，反应完成后分别进行离心处理，收集各自的沉淀物，用乙醇洗涤2~3次，于80℃下充分干燥，得到7个经不同用量的EDTA改性后的KSFM荧光粉产物（用KSFM@EDTA表示）。
[0015]利用荧光光谱仪测定的结果如图7所示，上述7个KSFM@EDTA在λ
em
= 632nm处的荧光发光强度分别为未经EDTA改性处理的KSFM荧光发光强度的102%、101%、100%、99%、92%、86%、64%。
[0016]采用上述文献方法制备的KSFM和经0.9 mmol EDTA处理后制备的KSFM@EDTA的扫描电镜如图1和图2所示，分析可知，KSFM@EDTA的表面比KSFM更加平滑。
[0017]采用上述文献方法制备的KSFM和经0.9 mmol EDTA处理后制备的KSFM@EDTA的X射线光电子能谱分析结果如图3、图4和图5所示，分析本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Mn(IV)掺杂的氟硅酸钾红色荧光粉的改性方法，其特征在于：采用氨羧络合剂对荧光粉进行处理，以提高荧光粉的耐水性；所述氨羧络合剂选自乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸四钠、羟乙基乙二胺三乙酸、亚氨基二乙酸或乙二醇双四乙酸中的一种。2.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于：所述改性方法具体为：将Mn(IV)掺杂的氟硅酸钾红色荧光粉分散在氨羧络合剂的氢氟酸溶液中，搅拌反应，反应结束后进行后处理，得到改性的荧光粉。3.根据权利要求2所述的改性方法，其特征在于：Mn(IV)掺杂的氟硅酸钾红色荧光粉的用量为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏凡，陈景文，曹淑红，梁通艺，袁杰逸，张勤芳，
申请(专利权)人：盐城工学院技术转移中心有限公司，
类型：发明
国别省市：