[發明專利]銪摻雜磷酸鋁介孔玻璃的制備方法

有效

• 申請號: 201310095177.X
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103193386A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 張龍;何進;李日紅;王焱
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: C03C4/12
• 分類號: C03C4/12;C03C17/22;C03C3/17
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及發光玻璃，尤其是一種銪摻雜磷酸鋁介孔玻璃的制備方法。

背景技術

激光和光學器件的發展對稀土摻雜玻璃材料提出了更高的要求。多孔玻璃由于孔道分布均勻，比表面積大，表面活性高，稀土離子在玻璃中可以得到充分分散。有助于提高玻璃中的稀土的摻雜濃度。傳統使用分相法制備的多孔玻璃雜質很多，成分可重復性差，無法準確地調控稀土離子在玻璃微孔內的束縛狀態。溶膠凝膠法制備的介孔玻璃由于其純凈的化學組成，實現玻璃組分的完全可調。相對于二氧化硅玻璃硅氧四面體的中性基團，磷酸鋁介孔玻璃具有的陽離子集團（Al³⁺）和陰離子集團（PO₄^3-），可能與稀土離子存在鍵合，有利于實現稀土離子在玻璃基質中的分散。對于銪離子而言，Al³⁺在玻璃網絡中的存在是空氣條件下加熱導致銪離子變價的原因，同時光學堿度偏酸性的玻璃適于低價稀土離子的存在。本發明者研究制備出一種無色透明的高比表面積介孔磷酸鋁玻璃（專利申請號為201010126593.8，公開號：CN101792259A），具有很低的光學堿度值，適于Eu²⁺銪離子在玻璃網絡中的存在。

在本發明中通過浸漬法實現銪摻雜介孔磷酸鋁玻璃的制備，證明介孔磷酸鋁玻璃可以作為稀土離子的優良載體，并且實現了對銪發光的調控。

發明內容

本發明的目的在于提供一種銪摻雜磷酸鋁介孔玻璃的制備方法。利用Eu變價的特殊性質，可在紅色和藍色之間實現可調諧發光。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下：

一種銪摻雜磷酸鋁介孔玻璃的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

①配制浸漬溶液：所述的浸泡溶液是以Eu³⁺的氧化物、氯化物、硝酸鹽、乙酸鹽及其它可被硝酸溶液、鹽酸溶液、硫酸溶液、乙醇、異丙醇和丙酮溶液完全溶解，并且高溫下可以完全分解并形成銪離子氧化物的材料溶入上述溶液中，制成含Eu³⁺的硝酸、鹽酸、硫酸溶液、乙醇、異丙醇或丙酮溶液，其濃度在10^-3mol/L到0.5mol/L之間；

②制備或獲取具有高比表面積的介孔磷酸鋁玻璃，將磷酸鋁介孔玻璃放入所述的浸漬溶液中浸漬至少5分鐘；

③將浸泡后的磷酸鋁介孔玻璃逐步升溫至400～800℃，升溫速度不高于10℃/min，在該溫度下保溫1～6小時，后隨爐冷卻至室溫取出，制得銪摻雜介孔磷酸鋁玻璃。

所述介孔磷酸鋁玻璃玻璃轉變溫度T_g≥1000℃、比表面積S_BET>400m²/g，平均介孔直徑d_p=2.0～8.0nm。

所述的高比表面積介孔磷酸鋁玻璃的制備方法(詳見發明專利，專利申請號為201010126593.8，公開號：CN101792259A)，包括如下步驟：

①在室溫下配置乳酸鋁和正磷酸H3PO4的混合水溶液，其中乳酸鋁和正磷酸的摩爾比為1∶1，乳酸鋁的濃度范圍和正磷酸的溶液濃度范圍均為0.05～0.2mol/L；

②采用稀氨水調節所述的混合水溶液的pH，其pH范圍為2.00～4.00；

③將所述的混合水溶液在室溫下，攪拌至少2小時；

④將攪拌后的混合水溶液轉移至帶蓋的玻璃表面皿中，室溫下靜置1～14天；

⑤將靜置后的混合水溶液放入烘箱中干燥1～8天得到干燥后的樣品，干燥溫度為50～100℃；

⑥將干燥后的樣品置于剛玉坩堝中，在馬弗爐中進行燒結，燒結工藝為：從室溫以0.5～2℃/min的速度緩慢升溫至燒結溫度，燒結溫度范圍為500℃至800℃，并在燒結溫度下保溫6小時以上，即可得到無色透明高比表面積的磷酸鋁介孔玻璃。

本發明的技術效果如下：

1.本發明的磷酸鋁介孔玻璃中均勻分布有Eu³⁺和Eu²⁺中的至少一種，玻璃中只含有Eu³⁺時，Eu摻雜磷酸鋁玻璃就發紅光，只含有Eu²⁺時，Eu摻雜磷酸鋁玻璃就發藍光，這樣就通過調整Eu³⁺、Eu²⁺濃度的不同，實現從藍光到紅光的顏色不同的各種發光玻璃。