本發(fā)明屬于發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，特別采用微乳液法、油酸輔助溶劑熱法、超聲波輔助溶劑熱法制備鋱摻雜氟鈰鑭微米材料。

背景技術(shù)：

稀土氟化物晶體由于聲子能量低，非輻射躍遷少等優(yōu)點(diǎn)，在發(fā)光領(lǐng)域已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注^[1-5]。1980年D J Ehrich等在實(shí)驗(yàn)室中首次實(shí)現(xiàn)了LaF₃: Ce³⁺晶體的激光輸出^[6]。1990年人們研究發(fā)現(xiàn)CeF₃由于其具有5d→4f躍遷可以作為良好的閃爍體材料^{[7, 8]}。2014年Xiaoping Wang, Ping Liu等研究了diamond/CeF₃/SiO₂符合薄膜的電致發(fā)光^[9]。LaF₃作為又一種重要的氟化物基質(zhì)材料已經(jīng)被廣泛研究過(guò)，2014年Ueslen Rocha 等人研究了LaF₃:Nd納米晶體在生物體中的光熱效應(yīng)^[10,11]。由于CeF₃透射截止波長(zhǎng)約為300nm，而LaF₃的截止波長(zhǎng)位于遠(yuǎn)紫外區(qū)125 nm ，所以若將Ce³⁺引入LaF₃中，基質(zhì)對(duì)Ce³⁺的短波發(fā)射不會(huì)產(chǎn)生吸收，這樣可以很好的利用短波的能量。隨著對(duì)LaF₃:Ce晶體研究的深入^[12]，人們發(fā)現(xiàn)LaF₃:Ce晶體不僅是良好的閃爍體材料，而且在生物成像等方面也有應(yīng)用^[13]。所以對(duì)于LaCeF₃微晶的研究是十分必要的。本文分別使用微乳液法^[14-17]、油酸輔助溶劑熱法、超聲波輔助溶劑熱法三種方法合成了LaCeF₃:Tb微晶，得到了三種不同形貌強(qiáng)發(fā)射的晶體，討論了Tb³⁺在LaCeF₃微晶中摻雜的臨界濃度。研究了晶體中的Ce→Tb能量傳遞。得到的強(qiáng)發(fā)綠光晶體在生物成像等方面具有潛在的應(yīng)用，微乳液合成小粒徑強(qiáng)發(fā)光晶體的方法值得推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決已有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明提供了粒徑分布均勻，并且產(chǎn)品色純度高的鋱摻雜氟鈰鑭微米粉體（LaCeF₃:xTb³⁺，其中x =0.05 ~ 0.13）的制備方法，并且在250 nm光的激發(fā)下得到產(chǎn)物在綠光區(qū)域內(nèi)的強(qiáng)發(fā)光。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

1）配制微乳液體系A(chǔ)和B：按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別準(zhǔn)確稱取十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)(19.04%)、正丁醇(15.24%)、正辛烷(51.4%)各兩份，分別置于錐形瓶中，密閉攪拌1 h；

2）配制陰、陽(yáng)離子溶液：陽(yáng)離子，量取濃度為0.5 mol L^-1的La(NO₃)₃溶液0.9 ml，Ce(NO₃)₃溶液0.9 ml，濃度為0.1 mol L^-1的Tb(NO₃)₃溶液x ml(x = 0.5, 0.7, 0.9, 1.1, 1.3)并加入（1.3-x） mL水混合得到陽(yáng)離子的溶液；陰離子溶液：稱取3 mmol NH₄F溶解在3.1 ml水中即可以得到陰離子的溶液；

3）待微乳液體系攪拌均勻后，分別向A與B中加入陰、陽(yáng)離子溶液，繼續(xù)攪拌1h；

4）將溶液A迅速倒入溶液B中，密閉混合攪拌約40 min，反應(yīng)結(jié)束后得到LaCeF₃納米粒子溶液；

5）將反應(yīng)所得的溶液于15000 r/min的轉(zhuǎn)速下高速離心5 min，棄去離心管中的上層清液，得到LaCeF₃納米粒子沉淀；

6）沉淀用乙醇洗滌三次；

7）洗滌后的樣品置于干燥箱中60 ℃干燥12 h。產(chǎn)物完全干燥后，用瑪瑙研缽將其研磨成粉末，取部分樣品氮?dú)獗Ｗo(hù)下于馬弗爐中550 ℃下煅燒2 h，得到待測(cè)樣品。

有益效果

鋱摻雜氟鈰鑭微米發(fā)光材料，其特征在于，采用微乳液法，在室溫條件下，使用十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）為表面活性劑，得到粒徑均一、六方體形貌的鋱摻雜氟鈰鑭微米粒子，其化學(xué)式為L(zhǎng)aCeF₃:xTb³⁺，其中x = 0.05 ~ 0.13；本發(fā)明利用微乳液法實(shí)現(xiàn)離子水平上的均勻混合，所制得的產(chǎn)物粒徑均一、粉末狀、易研磨，且色純度高。該方法在室溫條件下即可進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)條件溫和，反應(yīng)時(shí)間短，是一種高效節(jié)能簡(jiǎn)便的合成方法。這種鋱摻雜氟鈰鑭微米粒子的發(fā)光在綠光區(qū)域，在545 nm處發(fā)光最強(qiáng)。該熒光粉體在生物成像、LED發(fā)光等領(lǐng)域有潛在應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的LaCeF₃:0.11Tb³⁺的鋱摻雜氟鈰鑭微米發(fā)光粉體的XRD圖譜；

圖2為本發(fā)明的LaCeF₃:xTb³⁺，其中x = 0.11鋱摻雜氟鈰鑭微米發(fā)光粉體的激發(fā)光譜圖；

圖3為本發(fā)明的LaCeF₃:xTb³⁺，其中x = 0.05 ~ 0.11鋱摻雜氟鈰鑭微米發(fā)光粉體的發(fā)射光譜圖；

圖4為本發(fā)明的LaCeF₃:xTb³⁺的鋱摻雜氟鈰鑭微米發(fā)光粉體掃描電鏡圖；

圖5為本發(fā)明的LaCeF₃:xTb³⁺的鋱摻雜氟鈰鑭微米發(fā)光粉體掃描電鏡圖；

圖6為本發(fā)明的LaCeF₃:0.11Tb³⁺的鋱摻雜氟鈰鑭微米發(fā)光粉體粒徑分布直方圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明：

實(shí)施例1 一種鋱摻雜氟鈰鑭微米發(fā)光粉體，其化學(xué)式為L(zhǎng)aCeF₃: 0.05Tb³⁺；

1）配制微乳液體系A(chǔ)和B：按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別準(zhǔn)確稱取十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)(19.04%)、正丁醇(15.24%)、正辛烷(51.4%)各兩份，分別置于錐形瓶中，密閉攪拌1 h；

2）配制陰、陽(yáng)離子溶液：陽(yáng)離子，量取濃度為0.5 mol L^-1的La(NO₃)₃溶液0.9 ml，Ce(NO₃)₃溶液0.9 ml，濃度為0.1 mol L^-1的Tb(NO₃)₃溶液0.5 ml并加入0.8 mL水混合得到陽(yáng)離子的溶液；陰離子溶液：稱取3 mmol NH₄F溶解在3.1 ml水中即可以得到陰離子的溶液；

3）待微乳液體系攪拌均勻后，分別向A與B中加入陰、陽(yáng)離子溶液，繼續(xù)攪拌1h；

4）將溶液A迅速倒入溶液B中，密閉混合攪拌約40 min，反應(yīng)結(jié)束后得到LaCeF₃納米粒子溶液；

5）將反應(yīng)所得的溶液于15000 r/min的轉(zhuǎn)速下高速離心5 min，棄去離心管中的上層清液，得到LaCeF₃納米粒子沉淀；

6）沉淀用乙醇洗滌三次；

7）洗滌后的樣品置于干燥箱中60 ℃干燥12 h。產(chǎn)物完全干燥后，用瑪瑙研缽將其研磨成粉末，取部分樣品氮?dú)獗Ｗo(hù)下于馬弗爐中550 ℃下煅燒2 h，得到鋱摻雜氟鈰鑭微米發(fā)光粉體；

制得的化學(xué)式為L(zhǎng)aCeF₃:0.05Tb³⁺鋱摻雜氟鈰鑭微米發(fā)光粉體粒徑分布均勻，平均尺寸為0.58 μm，可被250 nm紫外光有效激發(fā)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)光發(fā)射，并且545 nm光區(qū)域處有強(qiáng)的發(fā)射光；

實(shí)施例2 一種鋱摻雜氟鈰鑭微米發(fā)光粉體，其化學(xué)式為L(zhǎng)aCeF₃:0.11Tb³⁺；

1）配制微乳液體系A(chǔ)和B：按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別準(zhǔn)確稱取十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)(19.04%)、正丁醇(15.24%)、正辛烷(51.4%)各兩份，分別置于錐形瓶中，密閉攪拌1 h；

2）配制陰、陽(yáng)離子溶液：陽(yáng)離子，量取濃度為0.5 mol L^-1的La(NO₃)₃溶液0.9 ml，Ce(NO₃)₃溶液0.9 ml，濃度為0.1 mol L^-1的Tb(NO₃)₃溶液0.11 ml并加入0.2 mL水混合得到陽(yáng)離子的溶液；陰離子溶液：稱取3 mmol NH₄F溶解在3.1 ml水中即可以得到陰離子的溶液；

3）待微乳液體系攪拌均勻后，分別向A與B中加入陰、陽(yáng)離子溶液，繼續(xù)攪拌1h；

4）將溶液A迅速倒入溶液B中，密閉混合攪拌約40 min，反應(yīng)結(jié)束后得到LaCeF₃納米粒子溶液；

5）將反應(yīng)所得的溶液于15000 r/min的轉(zhuǎn)速下高速離心5 min，棄去離心管中的上層清液，得到LaCeF₃納米粒子沉淀；

6）沉淀用乙醇洗滌三次；

7）洗滌后的樣品置于干燥箱中60 ℃干燥12 h。產(chǎn)物完全干燥后，用瑪瑙研缽將其研磨成粉末，取部分樣品氮?dú)獗Ｗo(hù)下于馬弗爐中550 ℃下煅燒2 h，得到鋱摻雜氟鈰鑭微米發(fā)光粉體；

制得的化學(xué)式為L(zhǎng)aCeF₃:0.05Tb³⁺鋱摻雜氟鈰鑭微米發(fā)光粉體粒徑分布均勻，平均尺寸為0.59 μm，可被250 nm紫外光有效激發(fā)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)光發(fā)射，并且545 nm光區(qū)域處有強(qiáng)的發(fā)射光。鋱摻雜氟鈰鑭微米發(fā)光粉體的最佳摻雜濃度即為11%；

實(shí)施例3 一種鋱摻雜氟鈰鑭微米發(fā)光粉體，其化學(xué)式為L(zhǎng)aCeF₃:0.13Tb³⁺；

1）配制微乳液體系A(chǔ)和B：按質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別準(zhǔn)確稱取十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)(19.04%)、正丁醇(15.24%)、正辛烷(51.4%)各兩份，分別置于錐形瓶中，密閉攪拌1 h；

2）配制陰、陽(yáng)離子溶液：陽(yáng)離子，量取濃度為0.5 mol L^-1的La(NO₃)₃溶液0.9 ml，Ce(NO₃)₃溶液0.9 ml，濃度為0.1 mol L^-1的Tb(NO₃)₃溶液0.13 ml得到陽(yáng)離子的溶液；陰離子溶液：稱取3 mmol NH₄F溶解在3.1 ml水中即可以得到陰離子的溶液；

3）待微乳液體系攪拌均勻后，分別向A與B中加入陰、陽(yáng)離子溶液，繼續(xù)攪拌1h；

4）將溶液A迅速倒入溶液B中，密閉混合攪拌約40 min，反應(yīng)結(jié)束后得到LaCeF₃納米粒子溶液；

5）將反應(yīng)所得的溶液于15000 r/min的轉(zhuǎn)速下高速離心5 min，棄去離心管中的上層清液，得到LaCeF₃納米粒子沉淀；

6）沉淀用乙醇洗滌三次；

7）洗滌后的樣品置于干燥箱中60 ℃干燥12 h。產(chǎn)物完全干燥后，用瑪瑙研缽將其研磨成粉末，取部分樣品氮?dú)獗Ｗo(hù)下于馬弗爐中550 ℃下煅燒2 h，得到鋱摻雜氟鈰鑭微米發(fā)光粉體。

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