一种ZnS:Cu荧光粉的制备方法

本发明涉及发光无机材料，尤其是一种zns:cu荧光粉的制备方法。

背景技术：

1、宽带隙半导体硫化物具有优异的光、电、磁等性能，受到了科研工作者的广泛关注。特别是以zns为基质的荧光材料，如黄色荧光粉(zns:au,al),绿色荧光粉(zns:cu,al)、蓝色荧光粉(zns:ag,cl；zns:zn；zns:ag,al)因其优异的光致，电致和阴极射线发光性能，被广泛应用于显像管、数码管、电致发光显示面板和场发射显示面板等。同时，科学家发现，zns基荧光材料还具有优异的力致发光性能，可实现应力传感和监测的功能，这极大拓展了zns基荧光材料的应用领域。

2、然而，目前zns:cu荧光材料的制备大多需要使用硫粉和二硫化碳等有毒有害试剂，如专利cn1450142a和cn 1340590a中，需要加入固体硫粉末进行反应以制备荧光材料，容易产生爆炸的危险；专利cn 1331271a中则直接用锑进行荧光材料的制备，锑本身具有毒性，工作人员在进行操作时，容易造成工作人员的损伤；同时现有制备zns:cu的方法中进行高温烧结时大都采用硫化氢辅助反应，会产生有毒气体，因此需要一种绿色环保无污染的方式来开发zns:cu荧光材料，尤其是兼具力致发光的zns:cu荧光材料。

技术实现思路

1、本公开所要解决的一个技术问题是：现有的zns:cu荧光材料的制备大多需要使用硫粉、二硫化碳和硫化氢等有毒有害试剂，容易造成环境和工作人员的损害，不利于生产加工的需要。

2、为解决上述技术问题，本公开实施例提供一种zns:cu荧光粉的制备方法，其包括以下步骤：

3、s1、将硫化锌粉体、铜源、助溶剂和激活剂按比例称取后移入玛瑙研钵中进行混合形成第一粉体，向第一粉体中加入无水乙醇进行研磨，直至第一粉体均匀混合且无水乙醇完全挥发；

4、s2、将第一粉体放入真空干燥箱进行干燥，并将干燥完成后的第一粉体转移至氧化铝坩埚；

5、s3、将s2中的氧化铝坩埚置于惰性气体-氧气的混合气体中进行高温烧结得到第一样品；

6、s4、将s3中的第一样品从氧化铝坩埚中取出，对第一样品进行研磨、洗涤、烘干和过筛，最后得到目标成品。

7、在一些实施例中，前述的zns:cu荧光粉的制备方法，其中s2中的硫化锌粉体的纯度为99.99％；铜源为纯度99.99％的cucl2.2h2o和纯度99.99％的cuso4.5h2o中的一种或两种；助溶剂为纯度99.99％的lino3、纯度99.99％的nh4cl、纯度99.99％的nh4br、纯度99.99％的nh4i、纯度99.99％的nacl、纯度99.99％的nai、纯度99.99％的nabr、纯度99.99％的kbr、纯度99.99％的ki和纯度99.99％的mgcl2中的一种或多种；激活剂为纯度99.99％的agno3和纯度99.99％的al2o3中的一种或两种。

8、在一些实施例中，前述的zns:cu荧光粉的制备方法，s2中硫化锌粉体、铜源、助溶剂和激活剂的质量比为x:y:z:h；

9、其中，x＝1；

10、0.0001％≤y≤0.01％；

11、0.1％≤z≤5％；

12、0.001％≤h≤0.5％。

13、在一些实施例中，前述的zns:cu荧光粉的制备方法，其中s3中的惰性气体和氧气的气体体积百分比为惰性气体：氧气＝(99.9：0.1)-(70:30)vol％，以控制氧气的比例避免与硫化锌粉体进行反应。

14、在一些实施例中，前述的zns:cu荧光粉的制备方法，其中s3中的高温烧结温度为700-1200℃，且保温时间为1-12h，以根据不同配比的原料调整保温的时间和烧结温度。

15、在一些实施例中，前述的zns:cu荧光粉的制备方法，其中s4中洗涤所用的溶剂为弱酸，浓度为0.01-4mol/l。

16、通过上述技术方案，本公开提供的一种zns:cu荧光粉的制备方法，通过氧气进行辅助生产，不需要使用硫粉、二硫化碳和硫化氢等有毒有害的物质，可有效的保护环境减少污染，同时制作过程简单，成本廉价，且制得的zns:cu荧光粉体兼具光致和力致发光，这将极大促进zns:cu荧光粉体在应力传感，生活照明等领域中的应用。

技术特征：

1.一种zns:cu荧光粉的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种zns:cu荧光粉的制备方法，其特征在于，s2中的所述硫化锌粉体的纯度为99.99％；所述铜源为纯度99.99％的cucl2.2h2o和纯度99.99％的cuso4.5h2o中的一种或两种；所述助溶剂为纯度99.99％的lino3、纯度99.99％的nh4cl、纯度99.99％的nh4br、纯度99.99％的nh4i、纯度99.99％的nacl、纯度99.99％的nai、纯度99.99％的nabr、纯度99.99％的kbr、纯度99.99％的ki和纯度99.99％的mgcl2中的一种或多种；所述激活剂为纯度99.99％的agno3和纯度99.99％的al2o3中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的一种zns:cu荧光粉的制备方法，其特征在于，s2中所述硫化锌粉体、铜源、助溶剂和激活剂的质量比为x:y:z:h；

4.根据权利要求1所述的一种zns:cu荧光粉的制备方法，其特征在于，s3中的所述惰性气体和所述氧气的气体体积百分比为惰性气体：氧气＝(99.9：0.1)-(70:30)vol％，以控制氧气的比例避免与硫化锌粉体进行反应。

5.根据权利要求1所述的一种zns:cu荧光粉的制备方法，其特征在于，s3中的高温烧结温度为700-1200℃，且保温时间为1-12h，以根据不同配比的原料调整保温的时间和烧结温度。

6.根据权利要求1所述的一种zns:cu荧光粉的制备方法，其特征在于，s4中洗涤所用的溶剂为弱酸，浓度为0.01-4mol/l。

技术总结本发明提供了一种ZnS:Cu荧光粉的制备方法，属于无机材料发光领域。一种ZnS:Cu荧光粉的制备方法，其包括如下步骤：将硫化锌粉体、铜源、助溶剂和激活剂按比例称取后移入玛瑙研钵中进行混合形成第一粉体，并研磨混合均匀；将第一粉体放入真空干燥箱进行干燥，并将干燥完成后的第一粉体转移至氧化铝坩埚；将氧化铝坩埚置于惰性气体‑氧气的混合气体中进行高温烧结得到第一样品；将第一样品从氧化铝坩埚中取出，对第一样品进行研磨、洗涤、烘干和过筛，最后得到目标成品。此方法通过氧气进行辅助生产，不需要使用硫粉、二硫化碳和硫化氢等有毒有害物质，可有效的保护环境减少污染。技术研发人员：韩勋,王贤迪,白永庆受保护的技术使用者：浙江大学杭州国际科创中心技术研发日：技术公布日：2024/5/27