[發(fā)明專利]一種調控NaGdF4

有效

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• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113279064B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設計）人: 劉潤;駱熒
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C25D9/04
• 分類號: C25D9/04;C30B30/02;C30B29/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發(fā)明公開了一種調控NaGdF₄:Eu³⁺薄膜晶相的方法，利用陽極恒電位沉積的方法，并通過調節(jié)沉積電位即可制備得到純六方相和立方相的NaGdF₄:Eu³⁺薄膜，整個調控方法具有操作簡單、條件溫和、沉積時間短、成本低廉的特點。

技術領域

本發(fā)明涉及對下轉換熒光薄膜的晶相調控，尤其涉及一種采用電沉積調控NaGdF₄:Eu³⁺薄膜晶相的方法。

背景技術

稀土摻雜發(fā)光下轉換材料可將深紫外輻射高效轉化為可見光，被應用于無汞熒光燈，太陽能電池和等離子顯示板等領域。氟化物具備低聲子能以及寬帶隙的特點，且制備過程簡單，有較好的化學穩(wěn)定性，成為最常用的下轉換基質材料之一。

稀土摻雜發(fā)光材料中摻雜離子的發(fā)光效率很大程度上受到基質材料晶格和晶體結構的影響。例如，六方相的NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺的上轉換效率比立方相的NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺高一到兩個數(shù)量級。NaGdF₄是目前最高效的發(fā)光材料之一，存在六方相和立方相兩種晶型,許多學者對兩種晶相的NaGdF₄的發(fā)光性能進行了研究。他們發(fā)現(xiàn)純六方相的NaGdF₄的熒光壽命和量子產率都要遠遠大于立方相的NaGdF₄。因此，晶相調控對于提高發(fā)光材料的發(fā)光性能至關重要。

目前已報道的調控NaLnF₄晶相的方法主要有：稀土離子摻雜法、F/Gd比調節(jié)、原位陽離子交換法、延遲成核、高溫加熱法，薄膜化是稀土摻雜下轉換材料應用于光伏領域的關鍵，因此調控NaLnF₄薄膜的晶相是一個重要的課題。電沉積法是制備NaLnF₄薄膜的簡便方法，該方法所需溫度較低，沉積時間短，且也能實現(xiàn)對NaLnF₄薄膜晶相的調控。本發(fā)明中，我們使用電沉積法制備了NaGdF₄:Eu³⁺薄膜，并通過直接改變沉積電位來調控NaGdF₄:Eu³⁺薄膜晶相，制備出了純立方相和六方相的NaGdF₄:Eu³⁺薄膜。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是使用電沉積的方法簡單高效地調控銪離子摻雜的NaGdF₄下轉換薄膜材料的晶相。

本發(fā)明公開了一種調控NaGdF₄:Eu³⁺下轉換薄膜晶相的方法，其包括如下步驟：

1)按摩爾比15:1-23:1將Gd³⁺與Eu³⁺加入去離子水中混合，向混合溶液中加入與陽離子等摩爾量的N-(2-羥乙基)乙二胺-N,N',N'-三乙酸鈉，再加入氟化鈉；所述的N-(2-羥乙基)乙二胺-N,N',N'-三乙酸鈉與氟化鈉的摩爾比為1:8-1:12，

2)步驟1)的溶液充分混合后加入抗壞血酸鈉，N-(2-羥乙基)乙二胺-N,N',N'-三乙酸鈉與抗壞血酸鈉的摩爾比為1:5-1:20；調節(jié)溶液pH至7-9，得到電解液；

3)在40～90℃下，將步驟2)所得電解液作為三電極體系的電解液進行電沉積，通過調控沉積電位，在工作電極上得到所需晶相的NaGdF₄:Eu³⁺薄膜；

4)電沉積制備所得NaGdF₄:Eu³⁺薄膜用去離子水沖洗晾干后在200-300℃溫度下退火4-8小時后降至室溫，取出。