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1、铝酸锶荧光粉的表面包覆铝酸锶荧光粉的表面包覆铝酸锶荧光粉的表面包覆铝酸锶荧光粉的表面包覆铝酸锶荧光粉的表面包覆铝酸锶荧光粉的表面包覆铝酸锶荧光粉的表面包覆铝酸锶荧光粉的表面包覆铝酸锶荧光粉的表面包覆铝酸锶荧光粉的表面包覆第30卷第2期2005年6月广州化学GuangzhouChemistryV_01.30,NO.2June,2005铝酸锶荧光粉的表面包覆周文华,刘又年’,吕兴栋,舒万艮,戴倩薇(中南大学化学化工学院功能材料研究所,湖南长沙410083)摘要:用Na2SiO3对铝酸锶进行二氧化硅包膜以改善其
2、耐水性.检测结果表明,产品被二氧化硅完整紧密包覆,表现出优良的耐水性能.在纯水中,原样6h内即完全水解,而产品在48h后无水解.同时,包膜对颜料的发光性能影响很小,发射光和激发光强度损失在1%左右.关键词:荧光粉;铝酸锶;二氧化硅:包覆中图分类号:TN104-3文献标识码:A文章编号:1009.220X(2005)02.0011.04长余辉荧光粉是一种受到光或电的激发后,能在黑暗中持续发光的颜料.传统长余辉荧光粉以硫化锌系列为主,它有许多缺点:在紫外线下易分解,余辉时间短,具有放射性等.稀土搀杂铝酸锶是一
3、类新型无机发光颜料,与硫化锌相比,具有以下优点:(1)荧光强度高,初始亮度是传统的硫化锌类荧光粉的十倍以上.(2)余辉时间长,日光照射10min后,余辉超过10h.(3)没有放射性,对人体及环境无害.荧光粉可以添加在涂料,塑料中,制成具有荧光的雕塑,装饰品,以及建筑物,高速公路,矿井巷道的各种标志牌,警示牌等,使用方便,节约能源.但是由于铝酸锶易水解,在存放,使用过程中有诸多不便,限制了实际应用范围.本实验通过对铝酸锶进行SiO2包膜,在荧光粉表面形成致密的耐水包覆层,以期找到解决上述问题的方便实用的方法
4、,并通过检测验证包膜效果,探讨包膜机理.1实验1.1实验原理铝酸锶分散于Z,--醇中后,在浆液中加入水玻璃,用稀硫酸调节pH值至9～11时,浆液析出Si(OH)4.反应如下:Na2SiO3+H2SO4+H2O=Si(OH)4l+Na2SO4(1)新生成的Si(OH)4的活性很高,沉积在铝酸锶表面并脱水,与铝酸锶表面的羟基牢固结合,形成结合点.而后,在结合点上继续吸引Si(OH),并缩聚成二氧化硅水合物,逐渐形成致密的SiO2水合物包覆层,将铝酸锶紧密包裹起来.这种膜有两个特点:(1)膜层致密,无色透明;(
5、2)形成的无定形硅胶以化学键牢固结合在铝酸锶表面,而不仅仅是物理吸附;(3)膜层耐水,耐酸和各种有机溶剂.这些特点使铝酸锶具有了良好的稳定性,同时荧光性能又不受影响llJ.收稿日期:2004-08-24串通讯联系人,Liuyoun~mail.CSU.cdu.orl基金项目:中南大学博士后科研基金资助项目作者简介:周文华(1978一),中南大学硕士研究生,从事荧光粉微胶囊化研究.l2广州化学第3O卷1.2实验方法1.2.1实验过程一定量的铝酸锶加入乙二醇中,超声波分散5min.加入一定量的水玻璃,搅拌的同时
6、逐滴加入l0%的稀硫酸,调节pH至规定值.移至恒温水槽中水浴加热2h,过滤,洗涤,干燥,既得产品.1.2.2分析方法用扫描电镜(SEM)检测包膜后荧光粉颗粒表面形状.用XAVATAR360红外光谱仪检验分析包膜时成键情况.用F-2500荧光分析仪分析包膜产品发光性能.用PHS-10B数字酸度计检测包膜产品耐水性.2结果与分析2.1扫描电镜为验证包膜效果,对原样和产品进行电镜扫描,比较它们的表面特性.图1为包膜前后颗粒的SEM照片.由图可见,原样(a)颗粒表面较为粗糙,边缘成不规则状,这是烧结出的大块荧光粉
7、经研磨后形成的颗粒形状;包膜产品(b)颗粒表面比较光滑密实,边缘较为规则,没有硅胶的小球状自成核颗粒,也没有绒毛状无定形硅胶的缩聚物,这是由于形成了完整的膜层,将颗粒完全包覆起来,而且包膜时反应速度较为适宜,硅胶在荧光粉颗粒表面吸附均匀,形成了致密的二氧化硅膜.图1原样(a)与产品(b)颗粒的SEM照片Fig.1SEMphotographsoforiginal(a)andcoatedparticles(b)2.2红外光谱检测为了检测二氧化硅在荧光粉表面的结合方式,对原样和产品进行红外光谱检测.图2截取了两
8、样品的红外光谱图中区别较大的一段进行比较.从图2中可以看到,包膜后在1100cm～,1025cm～,846cm～,773cm叫及540cm-1处各多出一个吸收峰.在1100cm叫处是无定形二氧化硅的吸收峰.在1025cm叫处有线状Si.O.Si的吸收峰;在1025cm叫附近有一宽峰,这可能是由于在1040cm～,1020cm叫1处有A1.O.Si振动吸收峰,因SiO2的存在,使峰的分辨率降低,导致1040cm～,1025cm_
