[發明專利]摻鉺硫氧化釔上轉換發光空心納米纖維及其制備方法

在審

• 申請號: 201410835445.1
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104562295A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 王進賢;韓磊;潘萌萌;胡艷華;謝楊凡;劉洋洋;李丹;于文生;董相廷
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: D01F9/08
• 分類號: D01F9/08;D01F11/00;D01D5/24;D01D1/02;C09K11/84
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技術領域

本發明涉及納米材料制備技術領域，具體說涉及摻鉺硫氧化釔上轉換發光空心納米纖維及其制備方法。

背景技術

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，進而產生小尺寸效應、表面或界面效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等，并因此表現出一系列化學、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，將具有更廣泛的應用。在現有技術中，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、水熱法以及自組裝法等。此外，還有電弧蒸發法，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)蒸發后，經熱解(或直接冷凝)制得納米纖維或納米管，從本質上來說，都屬于化合物蒸汽沉積法。

硫氧化釔Y₂O₂S具有化學穩定性好、不溶于水、熔點高、抗氧化性強以及光吸收效率和傳能效率高、無毒等優點，成為稀土離子激活的發光材料的重要基質。鉺離子摻雜硫氧化釔Y₂O₂S:Er³⁺是一種重要的性能優良、廣泛應用的上轉換發光材料。Y₂O₂S:Er³⁺納米材料的研究已引起了人們的高度關注。已經采用水熱與溶劑熱法、固相反應法、燃燒法、微波法等，制備了Y₂O₂S:Er³⁺納米粒子、納米管、納米線、納米棒、納米花、多面體納米晶。Y₂O₂S:Er³⁺空心納米纖維是一種重要的新型上轉換納米熒光材料，將在發光與顯示、防偽、生物標記、納米器件等領域得到重要應用，具有廣闊的應用前景。目前，未見有Y₂O₂S:Er³⁺空心納米纖維的相關報道。

專利號為1975504的美國專利公開了一項有關靜電紡絲方法(electrospinning)的技術方案，該方法是制備連續的、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，投向對面的接收屏，從而實現拉絲，然后，在常溫下溶劑蒸發，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領域出現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、ZnO、Nb₂O₅、MoO₃、CeO₂、LaMO₃(M＝Fe、Cr、Mn、Co、Ni、Al)、Y₃Al₅O₁₂、La₂Zr₂O₇等金屬氧化物和金屬復合氧化物。通過調節紡絲液的組成，董相廷等采用單軸靜電紡絲技術直接制備了CeO₂空心納米纖維[Journal?of?Rare?Earths,2008,26(5),664-669]；王進賢等采用單軸靜電紡絲技術直接制備了LaCoO₃多孔空心納米纖維[Applied?Physics?Research,2009,1(1),8-14]。目前，未見有采用單軸靜電紡絲技術制備Y₂O₂S:Er³⁺空心納米纖維的相關報道。