一种发明亮红光的铱-铕双金属聚合物荧光粉的制备方法

本发明涉及一种发明亮红光的荧光粉的快速制备方法，属发光材料制备及应用的 技术领域。

白光发光二极管LED具有耗电少、响应速度快、寿命长、体积小的优点，是最具前景 的固态照明光源，由于生产工艺复杂、成本高，是一个需要研究的课题。

实现白光的主流是荧光粉转换，主要有蓝光芯片+黄光荧光粉、近紫外光芯片+三 基荧光粉两种方法；前者显指数低、颜匹配性差、存在背景光；后者白光品质取决 于荧光粉，显指数高，可获得较强彩的白光LED；紫外光对发光没有影响，度受温 度、电流变化影响较小，不存在背景光的问题；因此，近紫外激发白光LED越来越受到发光照 明领域的重视。

近紫外光LED用的红光荧光粉主要起到调节温和提高显指数的作用，以得到 较强彩再现力的暖白光；同时为了缩短LED器件的生产时间，简化工艺，研究开发近紫外 激发的红光荧光粉是十分重要的。

本发明的目的是针对背景技术的状况，以铱-铕配合物、二甲基亚砜、甲基丙烯酸 甲酯、无水甲醇、偶氮二异为原料，经配置溶液、合成聚合物、沉淀、洗涤、抽滤、真空冷 冻干燥，制成发明亮红光的铱-铕双金属聚合物荧光粉，以提高白光材料的纯度、发光性能， 使其能够在3D打印技术中得到应用。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：铱-铕配合物、二甲基亚砜、甲基丙烯酸甲酯、无水 甲醇、偶氮二异、氮气，其组合准备用量如下：以克、毫升、厘米3为计量单位

制备方法如下：

(1)精选化学物质材料

对制备所需的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：

(2)配制溶液

称取铱-铕配合物0.1905g±0.0001g，量取二甲基亚砜10mL±0.0001mL，量取甲基 丙烯酸甲酯1.6mL±0.0001mL；

加入到烧杯中，搅拌30min，使其溶解，成：0.01mol/L的铱-铕配合物溶液；

(3)配制偶氮二异溶液

称取偶氮二异0.0148g±0.0001g，量取二甲基亚砜2mL±0.0001mL；

加入烧杯中，搅拌5min，使其溶解，成：0.05mol/L的偶氮二异溶液；

(4)制备铱-铕双金属聚合物

铱-铕双金属聚合物的制备是在四口烧瓶中进行的，是在水浴加热、搅拌、通氮气、 水循环冷凝状态下完成的；

①将四口烧瓶置于水浴缸上，将水浴缸置于电加热器上，水浴缸内为水浴水，水浴 水要淹没四口烧瓶体积的4/5；

四口烧瓶上部由左至右依次设置氮气管、搅拌器、加液漏斗、水循环冷凝管；

②将配置的铱-铕配合物溶液、偶氮二异溶液加入四口烧瓶中，成混合溶液；

开启电加热器，加热混合溶液，加热温度78℃±1℃，加热时间12h；

开启氮气管，向四口烧瓶内输入氮气，氮气输入速度20cm3/min，输入时间12h；

搅拌器搅拌，水循环冷凝管进行冷凝；

混合溶液在水浴加热、搅拌、氮气保护、水循环冷凝下将发生化学反应，反应方程 式如下：

式中铱-铕双金属聚
合物，聚合度n＝18000；

反应结束后，停止加热，停止通氮气，停止搅拌，停止水循环冷凝，使混合溶液随瓶 冷却至25℃；

(5)沉淀

将反应后的混合溶液倒入烧杯中，然后加入无水甲醇100mL，进行沉淀处理，静置 1h，生成白絮状沉淀物，然后用剪刀将沉淀物剪碎；

(6)无水甲醇洗涤、抽滤

将剪碎的白絮状沉淀物置于烧杯中，加入无水甲醇100mL，搅拌洗涤5min，然后 用微孔滤膜进行抽滤，留存滤饼，弃去洗涤液；

洗涤、抽滤重复进行5次；

(7)真空冷冻干燥

将产物滤饼置于石英皿中，然后置于真空冷冻干燥箱中进行干燥，干燥温度-80 ℃，真空度6Pa，干燥时间480min，干燥后得红光荧光粉；

(8)研磨、过筛

将干燥后的红光荧光粉用玛瑙研钵、研棒进行研磨，然后用650目滤网过筛，研磨、 过筛反复进行；得终产物发明亮红光的铱-铕双金属聚合物荧光粉；

(9)检测、分析、表征

对制备的发明亮红光的铱-铕双金属聚合物荧光粉的形貌、泽、纯度、化学成分、 发光性能和坐标进行检测、分析和表征；

用荧光光谱仪对产物进行荧光激发、发射光谱分析；

用扫描电镜对产物进行产物形貌分析；

用差示扫描量热仪对产物进行热流差随温度和时间的变化分析；

结论：发明亮红光的铱-铕双金属聚合物荧光粉为白粉末，粉体颗粒直径≤0.2μ m，产物纯度99.4％，发明亮红光，坐标：X＝0.627，Y＝0.331；

(10)产物储存

对制备的发明亮红光的铱-铕双金属聚合物荧光粉储存于棕透明的玻璃容器 中，密闭避光保存，要防潮、防晒、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃，相对湿度≤10％。

有益效果

本发明与背景技术相比具有明显的先进性，是针对明亮红光铱-铕双金属聚合物 制备难、纯度低、性能差的情况，采用铱-铕配合物、二甲基亚砜、甲基丙烯酸甲酯、无水甲醇 和偶氮二异为原料，经配置溶液、合成聚合物、沉淀、洗涤、抽滤、真空冷冻干燥，制备成 发明亮红光的铱-铕双金属聚合物荧光粉，此制备方法工艺先进，数据精确翔实，制得的铱- 铕双金属聚合物为粉体，粉体颗粒直径≤0.2μm，产物纯度好，达99.4％，坐标为X＝ 0.627，Y＝0.331，发明亮红光，可与蓝、绿荧光粉合成白光荧光膜，是先进的发红光的铱-铕 双金属聚合物荧光粉的快速制备方法，可在3D打印技术领域应用。

图1、制备铱-铕双金属聚合物聚合状态图

图2、发明亮红光的铱-铕双金属聚合物激发光谱图

图3、发明亮红光的铱-铕双金属聚合物荧光光谱图

图4、发明亮红光的铱-铕双金属聚合物荧光粉坐标图

图5、发明亮红光的铱-铕双金属聚合物荧光粉形貌图

图6、发明亮红光的铱-铕双金属聚合物荧光粉差示扫描量热图

图7、发明亮红光的铱-铕双金属聚合物荧光粉衍射强度图谱

图中所示，附图标记清单如下：

1电加热器，2电控箱，3显示屏，4指示灯，5电源开关，6水浴缸，7四口烧瓶，8水循环 冷凝管，9出气口，10进水口，11出水口，12加液漏斗，13控制阀，14搅拌器，15氮气阀，16氮气 管，17氮气瓶，18电阻加热器，19加热温度控制器，20搅拌器控制器，21氮气，22水浴水，23混 合溶液，24固定座。

以下结合附图对本发明做进一步说明：

图1所示，为发明亮红光的铱-铕双金属聚合物聚合状态图，各部位置、连接关系要 正确，按量配比，按序操作。

制备使用的各化学物质的量值是按预先设置的范围确定的，以克、毫升、厘米3为 计量单位。

发明亮红光的铱-铕双金属聚合物的合成是在四口烧瓶中进行的，是在配制溶液、 水浴加热、搅拌、氮气保护、水循环冷凝状态下完成的；

电热搅拌器1上部为水浴缸6；水浴缸6上部安装四口烧瓶7，并由固定座24固定；水 浴缸6内为水浴水22，水浴水22要淹没四口烧瓶体积的4/5；在四口烧瓶7上部由左至右设氮 气管16、搅拌器14、加液漏斗12及控制阀13、水循环冷凝管8及出气口9、进水口10、出水口 11；在电加热器1内设有电阻加热器18；在电加热器1的左部设有氮气瓶17，氮气瓶17上部设 有氮气阀15、氮气管16，并向四口烧瓶7内输入氮气21；电加热器1右部设有电控箱2，在电控 箱2上设有显示屏3、指示灯4、电源开关5、加热温度控制器19、搅拌器控制器20。

图2所示，为发明亮红光的铱-铕双金属聚合物激发光谱图，图中所示，铱-铕双金 属聚合物荧光粉可在近紫外光390nm处进行激发，说明它是一种可用于近紫外芯片激发的 红荧光粉。

图3所示，为发明亮红光的铱-铕双金属聚合物荧光光谱图，图中所示，铱-铕双金 属聚合物在612nm处表现出尖锐的强发射峰，是铕离子的特征发射峰，表明铱-铕双金属聚 合物成功聚合。

图4所示，为发明亮红光的铱-铕双金属聚合物荧光粉坐标图，图中所示，铱-铕 双金属聚合物的坐标为X＝0.627，Y＝0.331，位于红光区。

图5所示，为发明亮红光的铱-铕双金属聚合物荧光粉形貌图，图中所示，配合物单 体被均匀的分散到高分子基质中，呈现分散的孔洞状，颗粒粒径≤0.2μm。

图6所示，为发明亮红光的铱-铕双金属聚合物荧光粉差示扫描量热图，图中所示， 聚合物的熔融温度为133℃，可在熔融温度下使用3D打印技术，与蓝、绿光荧光粉打印成白 光荧光膜，制备发白光的LED器件。

图7所示，为发明亮红光的铱-铕双金属聚合物荧光粉衍射强度图谱，图中所示，纵 坐标为衍射强度指数，横坐标为衍射角2θ，铱-铕双金属荧光粉在14°和30°出现了馒头型的 衍射峰，表明铱-铕双金属聚合物荧光粉呈现出非结晶态。