[發(fā)明專利]一種摻鉺三氟化釔上轉(zhuǎn)換發(fā)光空心納米纖維的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210407362.3
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN102943320A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董相廷;李丹;于文生;王進賢;劉桂霞
• 申請（專利權(quán)）人: 長春理工大學(xué)
• 主分類號: D01F9/08
• 分類號: D01F9/08;D01F11/00;D01D5/00;C09K11/85;B82Y40/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料制備研究領(lǐng)域，具體說涉及一種摻鉺三氟化釔上轉(zhuǎn)換發(fā)光空心納米纖維的制備方法。

背景技術(shù)

納米纖維是指在材料的三維空間尺度上有兩維處于納米尺度的線狀材料，通常徑向尺度為納米量級，而長度則較大。由于納米纖維的徑向尺度小到納米量級，顯示出一系列特性，最突出的是比表面積大，從而其表面能和活性增大，進而產(chǎn)生小尺寸效應(yīng)、表面或界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等，并因此表現(xiàn)出一系列化學(xué)、物理(熱、光、聲、電、磁等)方面的特異性。空心納米纖維由于具有更大的比表面積，將具有更廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)有技術(shù)中，有很多制備納米纖維的方法，例如抽絲法、模板合成法、分相法以及自組裝法等。此外，還有電弧蒸發(fā)法，激光高溫燒灼法，化合物熱解法。這三種方法實際上都是在高溫下使化合物(或單質(zhì))蒸發(fā)后，經(jīng)熱解(或直接冷凝)制得納米纖維或納米管，從本質(zhì)上來說，都屬于化合物蒸汽沉積法。

稀土氟化物聲子能量低，具有良好的熱穩(wěn)定性和環(huán)境穩(wěn)定性，被廣泛用做發(fā)光材料基質(zhì)、潤滑劑、固體電解質(zhì)、鋼鐵和有色金屬合金添加劑、電極材料、化學(xué)傳感器和生物傳感器等。摻鉺三氟化釔YF₃:Er³⁺納米材料是一種重要的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，有廣闊的應(yīng)用前景，已經(jīng)成為納米發(fā)光材料研究領(lǐng)域的熱點之一。人們己經(jīng)采用沉淀法、微乳液法、水熱與溶劑熱法、溶膠—凝膠法、微波法、超聲波法、前驅(qū)體熱解法、靜電紡絲法等方法，制備出了YF₃:Er³⁺納米顆粒、納米線、納米管、納米棒、納米纖維、納米膜、多面體納米晶、復(fù)合結(jié)構(gòu)納米晶、核殼結(jié)構(gòu)納米材料等多種形貌的納米材料。摻鉺三氟化釔YF₃:E^r3⁺空心納米纖維是一種新型的上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料，將在發(fā)光與顯示、防偽、醫(yī)學(xué)檢測、生物標記、太陽能電池、化學(xué)與生物傳感器、納米器件等領(lǐng)域得到重要應(yīng)用，具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，未見摻鉺三氟化釔YF₃:Er³⁺上轉(zhuǎn)換發(fā)光空心納米纖維的報道。

專利號為1975504的美國專利公開了一項有關(guān)靜電紡絲方法(electrospinning)的技術(shù)方案，該方法是制備連續(xù)的、具有宏觀長度的微納米纖維的一種有效方法，由Formhals于1934年首先提出。這一方法主要用來制備高分子納米纖維，其特征是使帶電的高分子溶液或熔體在靜電場中受靜電力的牽引而由噴嘴噴出，投向?qū)γ娴慕邮掌粒瑥亩鴮崿F(xiàn)拉絲，然后，在常溫下溶劑蒸發(fā)，或者熔體冷卻到常溫而固化，得到微納米纖維。近10年來，在無機纖維制備技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了采用靜電紡絲方法制備無機化合物如氧化物納米纖維的技術(shù)方案，所述的氧化物包括TiO₂、ZrO₂、Y₂O₃、Y₂O₃:RE³⁺(RE³⁺＝Eu³⁺、Tb³⁺、Er³⁺、Yb³⁺/Er³⁺)、NiO、Co₃O₄、Mn₂O₃、Mn₃O₄、CuO、SiO₂、Al₂O₃、y₂O₅、ZnO、Nb₂O₅、MoO₃、CeO₂、LaMO₃(M＝Fe、Cr、Mn、Co、Ni、Al)、Y₃Al₅O₁₂、La₂Zr₂O₇等金屬氧化物和金屬復(fù)合氧化物。王進賢等使用單噴絲頭、采用靜電紡絲技術(shù)制備了稀土氟化物/稀土氟氧化物復(fù)合納米纖維[中國發(fā)明專利，授權(quán)號：ZL200810050959.0]；董相廷等采用靜電紡絲技術(shù)制備了摻銪Y₇O₆F₉納米纖維[中國發(fā)明專利，授權(quán)號：ZL201010550196.3]；王進賢等使用單噴絲頭、采用靜電紡絲技術(shù)制備了稀土三氟化物納米纖維[中國發(fā)明專利，授權(quán)號：ZL201010107993.4]；王策等使用單噴絲頭、采用靜電紡絲技術(shù)通過對R(CF₃CO₂)₃/PVP(R＝Eu，Ho)復(fù)合納米纖維進行熱處理，合成了ROF(R＝Eu，Ho)納米纖維[J.Nanosci.Nanotechnol.，2009，9(2)：1522-1525]。靜電紡絲方法能夠連續(xù)制備大長徑比微米纖維或者納米纖維。目前，未見采用單軸靜電紡絲技術(shù)與氟化技術(shù)相結(jié)合制備YF₃:Er³⁺上轉(zhuǎn)換發(fā)光空心納米纖維的報道。