[發明專利]一種利用LRH的煅燒記憶性制備片狀稀土氧化物薄膜的方法

在審

• 申請號: 201710930982.8
• 申請日: 2017-10-09
• 公開（公告）號: CN107829120A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 武曉鸝;黃俊杰;尹凱;王瑤瑤;陳璐;楊怡萱;趙周橋;張鐵
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: C25D9/08
• 分類號: C25D9/08;C01F17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種利用LRH的煅燒記憶性制備片狀稀土氧化物薄膜的方法。將La(NO₃)₃·6H₂O和Ln(NO₃)₃·6H₂O或者Gd(NO₃)₃·6H₂O和Ln(NO₃)₃·6H₂O或者Y(NO₃)₃·6H₂O和Ln(NO₃)₃·6H₂O溶解于去離子水中配制成稀土離子總濃度為0.005～0.5mol/L的溶液，加入添加劑，混合均勻后獲得電沉積溶液，置于水浴中，使其溫度達到所需溫度；在電沉積溶液中插入三電極體系，通過電沉積反應在在工作電極上沉積一層薄膜，將薄膜分別用去離子水、無水乙醇沖洗，然后置于鼓風干燥箱中干燥，制得LRH薄膜；最后將LRH薄膜置于通有氮氣的管式爐中進行熱處理，最終獲得相應片狀稀土氧化物薄膜。本發明操作簡單，極大地簡化了薄膜制備方法，同時利用LRH的煅燒記憶性獲得二維形貌的稀土氧化物薄膜，并且本發明提供的方法操作簡單，耗時短，薄膜質量好。

技術領域

本發明屬于材料學技術領域，特別涉及一種利用LRH的煅燒記憶性制備片狀稀土氧化物薄膜的方法。

背景技術

稀土氧化物因具有良好的化學穩定性、熱穩定性以及較高的熒光量子效率等優點被廣泛應用于照明、顯示、顯像等領域，因而稀土氧化物薄膜的制備一直備受關注。稀土氧化物薄膜的質量與其納米粉體的微觀形貌息息相關，目前稀土氧化物多為零維的納米小顆粒、一維的納米線或者納米棒，而二維形貌的納米片相對稀少。

通式為Ln₈(OH)₂₀(A^m-)_4/m·nH₂O(Ln：稀土離子；A：電荷平衡陰離子；m＝1-3；n＝6-7)的稀土層狀氫氧化物(簡稱LRH)是2006年發現的一類新型陰離子型層狀化合物，該類化合物擁有典型的二維形貌，同時兼備稀土化合物豐富的光、電、磁等性能，因而是制備熒光薄膜的理想結構單元，但由于LRH結構中存在對熒光有淬滅作用的羥基、結晶水、陰離子等基團，而這些基團可以通過適當的熱處理方式去除并最終獲得二維形貌的稀土氧化物，因此可以先利用LRH二維形貌特征制備LRH薄膜，再利用LRH的煅燒記憶性并通過適當的熱處理獲得相應的片狀氧化物薄膜。

目前制備LRH納米片的方法有水熱合成法、均相沉淀法以及低溫常壓沉淀法。其中，水熱法和均相沉淀法所采用的溫度較高(100-200℃)，制備的LRH納米片厚度較厚(厚度分布在幾十nm到幾μm之間)，這種近似“剛性”結構不適合直接制備薄膜，因而還需要經歷插層柱撐、剝離等步驟才能獲得適合制備薄膜的納米片。而低溫(～4-5℃)常壓沉淀法獲納米片較薄(3-5nm)，但由于合成體系能量較低，所獲LRH納米片容易團聚在一起，呈現為3D花樣形貌，因而不具備制備透明熒光薄膜的理想形貌。

目前以LRH為模板制備透明氧化物熒光薄膜的方法需要經歷以下步驟：1)采用水熱法或者均相沉淀法制備LRH納米粉體；2)在常溫下或者水熱環境下進行離子交換，將有機大離子(通常采用的有機大離子有十二烷基磺酸根DS^-、油酸根等)插入層間以增大層間距，置換后LRH的層間距由原來的～0.9nm增加到～2.4nm，預示了良好的可剝離性；3)將插層化合物置于(如甲酰胺、甲苯有機溶劑等)中進行剝離以獲得厚度較薄的LRH納米片；4)以剝離開來的基本單元納米片作為基本結構單元，采用離心甩涂或者浸漬提拉涂布技術在經過浸潤預處理的石英基底上制備LRH透明熒光薄膜并通過層層疊加的方式控制膜厚；5)將所得LRH薄膜進行熱處理，利用LRH形貌煅燒記憶性最終獲得相應氧化物薄膜。