[發(fā)明專利]一種稀土摻雜磷酸鹽LnPO4:RE3+納米發(fā)光顆粒的制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310034747.4
• 申請(qǐng)日: 2013-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103074064A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宏志;車(chē)東晨;張青紅;李耀剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K11/81
• 分類號(hào): C09K11/81
• 代理公司: 上海泰能知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 黃志達(dá)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于稀土摻雜納米放光物質(zhì)的制備領(lǐng)域，特別涉及一種稀土摻雜磷酸鹽LnPO₄:RE³⁺納米發(fā)光顆粒的制備方法。

背景技術(shù)

稀土摻雜納米發(fā)光物質(zhì)是一種重要的熒光材料，在發(fā)光二極管、激光器、光電轉(zhuǎn)換器、光纖放大器以及三維顯示器和防偽技術(shù)等的應(yīng)用方面有不錯(cuò)的成績(jī)。稀土摻雜納米發(fā)光顆粒更是具有一系列突出的優(yōu)點(diǎn)，如毒性低、化學(xué)穩(wěn)定性高、發(fā)光強(qiáng)度高而穩(wěn)定、無(wú)熒光閃爍、Stokes位移大等，在生物標(biāo)記領(lǐng)域中應(yīng)用，不僅能夠克服有機(jī)類發(fā)光標(biāo)記物質(zhì)穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，還能有效解決量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性和光閃爍問(wèn)題；又由于稀土磷酸鹽基質(zhì)對(duì)幾乎所有的稀土離子都有很強(qiáng)的溶解性，并且在真空紫外區(qū)有較強(qiáng)的吸收，可以把吸收的能量傳遞給激活離子，發(fā)出較強(qiáng)的光，使得稀土磷酸鹽為基質(zhì)的發(fā)光材料成為很有前途的熒光材料。結(jié)合兩者優(yōu)勢(shì)，稀土摻雜磷酸鹽納米發(fā)光顆粒在生物標(biāo)記領(lǐng)域具有非常大的應(yīng)用潛力，并且這種潛力已經(jīng)逐漸被開(kāi)發(fā)。

稀土摻雜磷酸鹽LnPO₄顆粒的制備方法主要有：沉淀法、溶膠-凝膠法、水熱法、高溫固相法等。卡爾斯魯厄大學(xué)的Gunnar?Bühler（Angew.Chem.Int.Ed.,2006,45,4864-4867）采用微波輔助法制備了LaPO₄:Ce,Tb納米顆粒，由于離子液體的作用提高了量子效率；科羅拉多大學(xué)的Mary?J.Fisher（J.Phys.Chem.C,2008,112,1901-1907）運(yùn)用溶劑-凝膠法制備LaPO₄:Eu納米管；德克薩斯大學(xué)的Yuebin?Li（Nanotechnology2010,21,125604-125610）研究了CePO₄:Tb/LaPO₄核殼結(jié)構(gòu)納米線的熒光性能；法國(guó)的V.?Pankratov等（J.App.Phy.,2011,110,053522-053528）研究了LaPO₄:Ce,Tb納米結(jié)構(gòu)的表面特征對(duì)其熒光性能的影響。但以上制備的納米顆粒不能同時(shí)滿足水溶性、發(fā)光強(qiáng)度及分散性等條件，難以滿足生物標(biāo)記應(yīng)用方面的要求。

微反應(yīng)器是一種單元反應(yīng)界面寬度為微米量級(jí)的微型化的化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)，是90年代興起的微化工技術(shù)。自2002年以來(lái)，微反應(yīng)器技術(shù)在制備納米顆粒，尤其是熒光量子點(diǎn)的制備上越來(lái)越普遍。微細(xì)管型微反應(yīng)器傳熱速度快且均勻，在微細(xì)管內(nèi)，一般反應(yīng)溶液從室溫升高到300°C的反應(yīng)溫度，僅需0.28s。且在微細(xì)管內(nèi)可以通過(guò)調(diào)節(jié)流速來(lái)控制反應(yīng)時(shí)間，控制顆粒的成核生長(zhǎng)。因此，微細(xì)管型反應(yīng)器適合納米材料的合成，在制備過(guò)程中可以精確的控制反應(yīng)時(shí)間和溫度，從而得到粒徑分布窄，發(fā)光性能好的單分散量子點(diǎn)。申請(qǐng)人已采用微反應(yīng)器合成了稀土摻雜氟化物（LnF₃:Re³⁺）納米發(fā)光顆粒，并申請(qǐng)了中國(guó)發(fā)明專利（公開(kāi)號(hào)：CN?101157473A，CN?101381093A）。到目前為止，有關(guān)微反應(yīng)器中使用水相溶劑合成稀土摻雜磷酸鹽納米發(fā)光顆粒的研究未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種稀土摻雜磷酸鹽LnPO₄:RE³⁺納米發(fā)光顆粒的制備方法，該方法可以合成出含不同稀土離子摻雜的磷酸鹽納米發(fā)光顆粒；合成的稀土摻雜磷酸鹽（LnPO₄:RE³⁺）納米發(fā)光顆粒的尺寸小、分散性好、粒徑分布窄、發(fā)光性能好；合成工藝簡(jiǎn)單、所需生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，易于批量生產(chǎn)。

本發(fā)明的一種稀土摻雜磷酸鹽LnPO₄:RE³⁺納米發(fā)光顆粒的制備方法，包括：

（1）將稀土元素的多元醇溶液和NaH₂PO₄多元醇溶液，按1:1的加入比例，裝入注射器，采用微注射泵推入微混合器混合，進(jìn)入微細(xì)管中，微波加熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度為70-130℃，得LnPO₄:RE³⁺納米發(fā)光顆粒的多元醇分散液；