[發明專利]一種銪或鋱離子摻雜的正磷酸鑭納米發光體的制備方法

無效

• 申請號: 200810035855.2
• 申請日: 2008-04-10
• 公開（公告）號: CN101260302A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 肖秀珍;閆冰
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C09K11/81
• 分類號: C09K11/81
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于發光材料技術領域、具體涉及一種銪或鋱離子摻雜的正磷酸鑭納米發光體的制備方法。

背景技術

納米技術是20世紀90年代發展起來的一項高新技術，開辟了人類科學研究的一個全新層次，納米材料的制備和應用也隨之成為人們研究的熱點。由于納米離子的小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應等導致了納米微粒的熱、磁、光和表面穩定性等性能既異于傳統的體相材料，又異于分子原子等微觀物質，使其在許多領域具有潛在的應用前景，如數據存儲、新型催化劑和光電器件等，因而成為了學術屆研究的熱點。稀土摻雜的納米發光材料就是其中的一方面，由于其能夠提高發光的量子效率和顯示的分辨率而被廣泛地應用于各種領域，如場發射顯示器和陰極射線管。因此，對稀土納米磷光體的研究也引起了極大的關注，包括一維結構和零維的納米顆粒。

稀土磷酸鹽是發光效率最高的發光材料之一，并且其熱穩定性和真空紫外輻射維持率優于其它發光材料，適用于高密度激發和高能量量子激發的環境，在光學材料中占有舉足輕重的地位。其中，LaPO₄可用作超短余輝熒光粉；以LaPO₄為基質的發光材料具有熱穩定性好等優點，被認為是很有實用價值的發光基質，LaPO₄:Ce，Tb便是稀土三基色熒光粉中一類重要的高效熒光粉。

為了獲得更好的性能和高發光效率，熒光粉必須具有顆粒小，粒徑分布均勻，無團聚等特點。因為小顆粒可以提供更高的堆積密度和更小的粘合劑含量，以及分散性能，所以尋找合成稀土磷酸鹽納米熒光粉的方法是非常重要的。

合成納米材料的路徑和條件又將直接影響材料粒徑的大小、結構和形貌，目前合成LaPO₄熒光粉有以下幾種方法：高溫固相法、微乳液法、和共沉淀法等方法。但是這些方法或成本太高，或不能很好地控制發光粒子的大小和形貌。

發明內容

本發明的目的在于提供一種銪或鋱離子摻雜的正磷酸鑭納米發光體的制備方法。

本發明提出的銪或鋱離子摻雜的正磷酸鑭納米發光體的制備方法，是利用有機溶劑配位誘導效應，通過加入N，N，二甲基甲酰胺(DMF)有機溶劑，采用水熱法，達到對LaPO₄熒光粉的形貌和顆粒的控制。

本發明提出的銪或鋱離子摻雜的正磷酸鑭(LaPO₄:Eu³⁺/Tb³⁺)納米發光體的制備方法，具體步驟如下：

(1)向0.50～1.00mmol的La₂O₃中加入0.025～0.050mmol的Eu₂O₃或0.0125～0.0250mmol的Tb₄O₇，溶解于濃硝酸中蒸干，然后向其中加入0～16ml的蒸餾水和4～20ml的N，N，二甲基甲酰胺(DMF)為反應溶劑，以及1.00～2.00mmol的NH₄H₂PO₄，攪拌2-4小時，調節溶液的pH值為4～5；

(2)將步驟(1)所得乳狀液倒入反應釜中，控制反應釜的溫度為160-165℃，并在該溫度下恒溫反應24～36h，在空氣中冷卻至室溫；

(3)將步驟(2)所得白色固體產物用去離子水、無水乙醇洗滌沉淀，離心分離；所得產物在65～70℃的溫度下干燥3-6小時，即得到所需產物。

本發明中，步驟(3)中所述離心分離的轉速為4000-5000轉/分鐘，時間為3-5分鐘。

本發明中，步驟(1)涉及到溶劑，以及pH的調節，所有的反應是在pH相同的情況下進行的。步驟(2)的反應中，由于加入了有機溶劑N，N，二甲基甲酰胺(DMF)，磷酸鑭熒光粉的形貌與DMF的體積的相互依賴關系，規因于溶質濃度([La³⁺]和[PO₄^3-])易受DMF的存在的影響。DMF的分子式為HCON(CH₃)₂，屬于非質子溶劑，能夠提供孤對電子與稀土離子配合，形成稀土離子和DMF的配合物。在另一方面，稀土離子能夠與PO₄^3-形成稀土磷酸鹽沉淀。在這兩者之間，互相競爭，互相影響。在有DMF有機溶劑的存在下，稀土離子和磷酸根離子的濃度會影響，從而結構和形貌也會影響。