[發(fā)明專利]一種單分散稀土摻雜磷酸鑭熒光量子點的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810200176.6
• 申請日: 2008-09-19
• 公開（公告）號: CN101428776A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 步文博;李靜波;施劍林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C01B25/26
• 分類號: C01B25/26;C09K11/81;C30B29/14;C30B7/14
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有單分散、粒徑可控的稀土摻雜磷酸鑭熒光量子點的制 備方法，屬于無機材料及材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

稀土磷酸鹽是一類優(yōu)良的發(fā)光材料，適用于高密度激發(fā)和高能量量子激發(fā) 的環(huán)境。例如(La，Ce，Tb)PO₄：M(M＝Eu，Y，Sr，Mg)是優(yōu)良的綠色和藍色 發(fā)光材料，它們是發(fā)光效率最高的發(fā)光材料之一，并且其熱穩(wěn)定性和真空紫外 輻照維持率優(yōu)于其他發(fā)光材料。隨著高密度激發(fā)和高能量量子激發(fā)發(fā)光材料研 究的發(fā)展，關(guān)于稀土正磷酸鹽發(fā)光材料的研究愈發(fā)引起人們的關(guān)注。

目前，獲得稀土摻雜發(fā)光納米晶的主要方法有三種：固相反應法，有機溶 劑高溫熱處理法和水熱法。高溫固相反應法，常采用助熔劑H₃BO₃，此法雖簡便， 但難以在純度、形貌、尺寸等方面得到很好的控制。利用現(xiàn)有的有機溶劑高溫 熱處理法，主要是以LnCl₃(Ln＝La，Ce，Tb)為原料，在正磷酸、三正辛胺、 三(乙基已基)磷酸鹽混合液中，200℃熱處理20h以上得到稀土磷酸鹽納米晶。 水熱法主要是利用LnCl₃和磷酸胺為前驅(qū)物，輔助加入油酸和油胺為表面活性劑， 在水熱反應釜中于一定溫度下處理10h以上得到稀土磷酸鑭納米晶。這些方法均 耗時較長，限制了其實際應用。因此，尋找一種反應條件溫和、簡便易行的制 備工藝，以期獲得粒徑分布窄、形貌均一、單分散、結(jié)晶完好、光學性能優(yōu)異 的稀土摻雜稀土磷酸鹽熒光量子點，為稀土化合物熒光量子點的生物應用奠定 基礎，在基礎科學和應用方面都有著重要的研究意義。

目前，高溫熱裂解法已有報道被應用于制備納米材料，但是，采用油酸和油 胺復合表面活性劑輔助高溫熱裂解法制備單分散、粒徑可控的稀土磷酸鹽納米 晶還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種簡便、易行的用于制備具單分散、粒徑可控的稀土磷酸鹽 熒光量子點的合成方法。

粒徑為3.5nm-6.5nm的LaPO₄及LaPO₄:Ln(Ln＝Eu²⁺，Eu³⁺，Ce³⁺，Tb³⁺，Sm³⁺等)納米晶的制備過程如下：

(1)3.5nm?LaPO₄及LaPO₄:Ln納米晶制備：采用油酸和油胺復合表面活性劑輔 助高溫熱裂解法的主要工藝過程如下：將1mmol可溶性鑭鹽(如：LaCl₃、La (NO₃)₃)加入10ml1-十八烯攪拌均勻，再加入1.5ml油酸和1.5ml油胺，隨 后加入1mmol?Na₃PO₄。將此混合液加熱至110℃～130℃，熱處理1～2小時后， 再繼續(xù)升溫至240℃～260℃，熱處理3～5小時；最后自然降溫至室溫，即可 得到3.5～4nm?LaPO₄納米晶。若以0.1mmol其它稀土可溶性鹽(如Eu²⁺，Eu³⁺， Ce³⁺，Tb³⁺，等)和0.9mmol可溶性鑭鹽(如：LaCl₃、La(NO₃)₃)作為前驅(qū)物， 其它工藝及參數(shù)不變即可得到3.5～4nm?LaPO₄:Ln納米晶。

(2)不同粒徑大小的LaPO₄及LaPO₄:Ln納米晶的制備：將以上制得的3.5～4 nm納米晶作為晶種，分別加入適量的LaCl₃和Na₃PO₄，并配合相應比例的油酸 和油胺；將此混合體系升溫至240℃～260℃，熱處理3～5小時，最后自然降 溫至室溫，即可得到不同粒徑大小的LaPO₄納米晶。相同工藝，改變前驅(qū)物， 可得到不同粒徑大小的LaPO₄:Ln²⁺納米晶。