尔比为1:1，室温下进行水解反应1小时，制成溶液A;
[0042](3)、正硅酸乙酯的水解:把步骤(1)秤量好的正硅酸乙酯溶解到无水乙醇中，无水乙醇与正硅酸乙酯的摩尔比为2.5:1，并进行强力磁力搅拌，逐步滴入蒸馏水，蒸馏水与正硅酸乙酯的摩尔比为2:1，用浓硝酸调节其pH值到4-5，室温下进行水解反应2小时，制成溶液B;
[0043](4)、将溶液A与溶液B缓慢混合，充分搅拌使其反应均匀，混合水解0.5小时后，制成溶液C;
[0044](5)、在溶液C中加入步骤(1)中秤量好的碘化镧与碘化铈各原料，在强烈搅拌下，水解反应2小时后，制成溶液D ；
[0045](6)、将溶液D经密封后静置1天，得到一定粘度的透明溶液E;
[0046](7)、将溶液E用浸渍提拉法(dip-coating)涂覆在洁净的玻璃基板上，玻璃基片在凝胶溶液中的提拉速度控制在0.2毫米/秒，提拉1次，涂覆后的薄膜在室温下晾干4小时；
[0047](8)、将步骤(7)制得的薄膜放置到炉子中，以每小时30°C的速率升温到100°C，保温1小时，以除去残余的水和乙醇，然后以每小时30°C的速率再升温炉子到340°C，保温20分钟，以除去薄膜中残余的有机物，热处理结束，以每小时50°C降温速率，缓慢冷却炉子到室温;
[0048](9)、将步骤(8)获得的薄膜放入管式电阻炉的石英管道中，首先用氮气排除石英管道中的空气，然后打开碘化氢钢瓶阀门，通入干燥的碘化氢气体，以每小时50°C的速率，逐步升温炉子到560°C，并在该温度下反应处理5小时，反应处理结束，关闭碘化氢气体，并以每小时50°C降温速率，缓慢冷却管式电阻炉至室温，用氮气清洗管道中残留的碘化氢气体，所有经管道尾端的残余碘化氢气体由氢氧化钠溶液回收，最终得到含铈离子掺杂碘化镧微晶的Si02-B203系统玻璃薄膜。
[0049]对制备的含Ce3+离子掺杂碘化镧微晶的玻璃薄膜进行性能测试，刮下并收集薄膜粉料，玻璃薄膜料经碘化氢处理后的XRD图如图1所示，其结果如下:经过高温碘化氢晶化处理得到的样品的XRD衍射峰与碘化镧晶相的标准XRD图的主要衍射峰基本相符，因此可以推断玻璃薄膜含碘化镧微晶相。X射线激发的铈离子掺杂碘化镧微晶的玻璃薄膜的荧光光谱如图2所示。荧光研究结果表明:385nm波段的发光强度强，与未经高温碘化氢晶化处理的薄膜样品相比，其荧光强度大幅度提高，因此晶化处理能明显优化与增强其发光性能，385nm波段的荧光衰减时间为29ns。同时上述制备得到的含铈离子掺杂碘化镧微晶的Si02-B203玻璃薄膜透明且物理化学性能优良。
[0050]实施例二
[0051]与实施例一基本相同，所不同的只是步骤(1)中将制备原料按以下摩尔百分组成:正娃酸乙酯:70mol %、硼酸三正丁酯:lOmol %、碘化镧:15mol %、碘化铕:5mol %，分别称取分析纯的各制备原料;在步骤(7)中玻璃基片在凝胶溶液中的提拉速度控制在1毫米/秒，提拉5次，每次提拉间隔时间为15分钟;步骤(8)中以每小时50°C的速率升温到100°C，保温1小时，以除去残余的水和乙醇，然后以每小时50°C的速率再升温炉子到340°C，保温20分钟，以除去薄膜中残余的有机物;步骤(9)中以每小时60°C的速率，逐步升温炉子到580°C，并在该温度下反应处理2小时，反应处理结束，并以每小时50°C降温速率，缓慢冷却管式电阻炉至室温，最终得到含铕离子掺杂碘化镧微晶的Si02-B203系统玻璃薄膜。
[0052]对制备的含铕离子掺杂碘化镧微晶的玻璃薄膜进行性能测试，玻璃薄膜经碘化氢处理后的XRD图与图1基本相同，只是强度不同，因此得到的是含碘化镧微晶的玻璃薄膜。X射线激发的含铕离子掺杂碘化镧微晶的玻璃薄膜的荧光光谱如图3所示。显示了 Eu3+离子的特征发光特性。荧光研究结果表明:与未经高温碘化氢晶化处理的薄膜样品相比，其荧光强度大幅度提高，因此晶化处理能明显优化与增强其发光性能。同时上述制备得到的含铕离子掺杂碘化镧微晶的Si02-B203玻璃薄膜透明且物理化学性能优良。
[0053]实施例三
[0054]与实施例一基本相同，所不同的只是步骤(1)中将制备原料按以下摩尔百分组成:正娃酸乙酯:67mol%、硼酸三正丁酯:18mol%、碘化镧:13mol%、碘化铺:2mol%，分别称取分析纯的各制备原料;在步骤(7)中玻璃基片在凝胶溶液中的提拉速度控制在0.6毫米/秒，重复提拉3次，每次提拉间隔时间为15分钟;步骤(8)中以每小时40°C的速率升温到100°C，保温1小时，以除去残余的水和乙醇，然后以每小时40°C的速率再升温炉子到340°C，保温20分钟，以除去薄膜中残余的有机物;步骤(9)中以每小时55°C的速率，逐步升温炉子到570°C，并在该温度下反应处理3小时，反应处理结束，并以每小时50°C降温速率，缓慢冷却管式电阻炉至室温，最终得到含铽离子掺杂碘化镧微晶的Si02-B203系统玻璃薄膜。
[0055]对制备的含铽离子掺杂碘化镧微晶的玻璃薄膜进行性能测试，玻璃薄膜经碘化氢处理后的XRD图与图1基本相同，只是强度不同，因此得到的是含碘化镧微晶的玻璃薄膜。X射线激发的含铽离子掺杂碘化镧微晶的玻璃薄膜的荧光光谱与图4所示。显示出Tb3+离子的特征发光带。荧光测试结果表明:与未经高温碘化氢晶化处理的相比，其荧光强度大幅度提高，因此晶化处理能明显优化与增强其发光性能。同时上述制备得到的含铽离子掺杂碘化镧微晶的Si02-P205玻璃薄膜透明且物理化学性能优良。这些集合玻璃与单晶特性的含稀土离子掺杂碘化镧微晶的玻璃薄膜材料，可望作为小型集成化闪烁器件的原材料而应用于安检、防恐以及闪烁荧光屏等领域。
【主权项】
1.含稀土离子掺杂碘化镧微晶的玻璃薄膜的制备方法，其特征在于包括下述步骤: (1)、将制备原料按摩尔百分组成:正硅酸乙酯:65-70!1101%、硼酸三正丁酯:10-24mol%、碘化镧:10-15mol%、稀土碘化物:l-5mol%，分别称取分析纯的各制备原料，其中稀土碘化物为碘化铈、碘化铕或碘化铽中的一种，待用； (2)、硼酸三正丁酯的水解:把步骤(1)中秤量的硼酸三正丁酯溶解到无水乙醇中，无水乙醇与硼酸三正丁酯的摩尔比为3:1，快速加入冰醋酸，硼酸三正丁酯与冰醋酸的体积比为1:1，并进行强力磁力搅拌，逐步滴入蒸馏水，蒸馏水与硼酸三正丁酯的摩尔比为1:1，室温下进行水解反应1小时，制成溶液A; (3)、正硅酸乙酯的水解:把步骤(1)秤量好的正硅酸乙酯溶解到无水乙醇中，无水乙醇与正硅酸乙酯的摩尔比为2.5:1，并进行强力磁力搅拌，逐步滴入蒸馏水，蒸馏水与正硅酸乙酯的摩尔比为2:1，用浓硝酸调节其pH值到4-5，室温下进行水解反应2小时，制成溶液B; (4)、将溶液A与溶液B缓慢混合，充分搅拌使其反应均匀，混合水解0.5小时后，制成溶液C; (5)、在溶液C中加入步骤(1)中秤量好的碘化镧与稀土碘化物各原料，在强烈搅拌下，水解反应2小时后，制成溶液D ； (6)、将溶液D密封后静置1天，得到一定粘度的溶液E; (7)、将溶液E用浸渍提拉法涂覆在洁净的玻璃基板上，玻璃基片在溶液E中的提拉速度控制在0.2-1毫米/秒，根据具体厚度要求可重复提拉1-5次，每次提拉间隔时间为15分钟，涂覆后的薄膜在室温下晾干4小时； (8)、将步骤(7)制得的薄膜放置到炉子中，以每小时30-50°C的速率升温到100°C，保温1小时，以除去残余的水和乙醇，然后以每小时30-50°C的速率再升温炉子到340°C，保温20分钟，以除去薄膜中残余的有机物，热处理结束，以每小时50°C降温速率，冷却炉子到室温； (9)、将步骤(8)获得的薄膜放入管式电阻炉的石英管道中，首先用氮气排除石英管道中的空气，然后打开碘化氢钢瓶阀门，通入干燥的碘化氢气体，以每小时50-60°C的速率，逐步升温炉子到560-580°C，并在该温度下反应处理2-5小时，反应处理结束，关闭碘化氢气体，并以每小时50°C降温速率，缓慢冷却管式电阻炉至室温，用氮气清洗管道中残留的碘化氢气体，所有经管道尾端的残余碘化氢气体由氢氧化钠溶液回收，最终得到含稀土离子掺杂碘化镧微晶的玻璃薄膜。2.如权利要求1所述的含稀土离子掺杂碘化镧微晶的玻璃薄膜的制备方法，其特征在于步骤(1)中制备原料的摩尔百分组成为:正硅酸乙酯:65mol%、硼酸三正丁酯:24mol%、碘化镧:1 Omo 1 %、碘化铺:lmo 1 %。3.如权利要求1所述的含稀土离子掺杂碘化镧微晶的玻璃薄膜的制备方法，其特征在于步骤(1)中制备原料的摩尔百分组成为:正硅酸乙酯:70mol%、硼酸三正丁酯:lOmol %、鹏化镧:15mo 1 %、鹏化铕:5mo 1 %。4.如权利要求1所述的含稀土离子掺杂碘化镧微晶的玻璃薄膜的制备方法，其特征在于步骤(1)中制备原料的摩尔百分组成为:正硅酸乙酯:67mol%、硼酸三正丁酯:18mol %、碘化镧:13mo 1 %、碘化铺:2mo 1 %。
【专利摘要】本发明公开了含铈离子掺杂溴化镧微晶的玻璃薄膜的溶胶-凝胶制备方法，特点是其制备原料的摩尔百分组成为：正硅酸乙酯：65-70mol％、硼酸三正丁酯：10-24mol％、碘化镧：10-15mol％、稀土碘化物：1-5mol％，其中稀土碘化物为碘化铈、碘化铕或碘化铽中的一种；优点是溶胶-凝胶是一种低温湿化学法玻璃制备技术，通过先驱体原料的水解与聚合化学反应过程来获得玻璃，因此在一定的液体粘度下可制备成薄膜材料，且低温的合成条件可有效地防止碘化物原料的分解与挥发；溶胶-凝胶法制备的玻璃由于溶剂的挥发与分解，在材料中会生成一定的微孔，这些微孔为纳米碘化物微晶的生成提供好的环境，从而可一定程度克服由于熔制玻璃的化学组分和析晶处理温度的不完全均匀性，导致析晶颗粒的不均匀与玻璃的失透。
【IPC分类】C03C10/16
【公开号】CN105461229
【申请号】CN201510782817
【发明人】江东升, 夏海平, 冯治刚, 王成, 张健, 何仕楠, 盛启国, 汤庆阳
【申请人】宁波大学
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年11月16日