一种铋基光热转换材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种铋基光热转换材料，表达通式(100?x?y?z)AO2·xAl2O3·yBi2O3·zM；其中，0≤x<10mol％，0.005<y≤15mol％，0≤z≤25.0mol％；A为Ge或Si；M为Li2O，Na2O，K2O，MgO，CaO，SrO，BaO，ZnO，Y2O3中的一种。本发明的另一目的在于提供上述铋基光热转换材料的制备方法。本发明的光热转换材料的光热升温效果好，稳定性高，在治疗恶性肿瘤方面有很好的应用前景。本发明的制备方法，工艺控制及合成所需仪器设备简单，组份和结构易于控制，光热温度易于调节。
【专利说明】
一种铋基光热转换材料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及光热转换材料领域，特别涉及一种铋基光热转换材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]癌症是目前导致人类死亡的主要原因。世界卫生组织指出，2015年全球因癌症死亡的人数已高达1000多万，其中中国因癌症死亡的人数超过280万，成为受癌症影响最为严重的国家，而且这一数字还在逐年递增。随着世界人口日趋老龄化，2030年全世界癌症死亡人数预计将超过1300万。癌症已成为严重威胁人类健康和社会发展的重大疾病。目前治疗肿瘤常见的方法有手术治疗、化学治疗和放射治疗，但是这三种方法对人体的创伤大，副作用大，同时会产生一系列手术并发症。
[0003]光热治疗是一种基于近红外光热能转换的癌症治疗新方法，作为传统治疗方法的补充，具有副作用小、治疗特异性好等优点，极大的引起了科研人员的关注。光热治疗利用具有较强近红外吸收的材料将光能转化为热能从而杀死癌细胞。光热治疗所使用的近红外激光波长在700?900nm，由于生物体组织和生理体液对该波段的光吸收很少，具有几厘米的组织穿透深度。纳米光热转换材料是最广泛探索的用于光热治疗的材料，主要包括贵金属光热转换材料、碳基光热转化材料、有机化合物光热材料和半导体光热材料等。贵金属光热转换材料包括Au纳米棒、Au纳米笼、Au纳米壳和Pd纳米片等。这种材料的近红外吸收源于表面等离子共振效应，光热转换性能依赖于材料的结构、尺寸、形貌和升温速率。由于激光照射后，贵金属易变形，影响其光热性能的稳定性，并且贵金属的高成本也限制了其广泛应用。碳基光热转换材料，包括碳纳米管和石墨稀等，这类材料的优势在于其光热性能稳定，在激光长时间照射后，光热转换性能依然很好，但是碳材料的制备和功能化的条件较为苟亥IJ。有机化合物光热材料也是一类很有前景的光热试剂，但是这类光热材料长时间激光照射后容易发生光降解。半导体光热材料的种类最为丰富并且制备成本低，最常见的为硫化铜和砸化铜等铜硫族纳米材料，但是这种材料的光热转换效率随粒径的减小而降低，因此在肿瘤诊疗中的应用也一直受到限制。开发出一种制备方法简单、升温速率较快、廉价且不易光降解的光热材料是人们对抗癌症的突破点。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种铋基光热转换材料，升温速率较快、多次使用和长时间照射后不易降解。
[0005]本发明的另一目的在于提供一种铋基光热转换材料的制备方法，工艺简单。
[0006]本发明的目的通过以下技术方案实现:
[0007]一种铋基光热转换材料，表达通式(100-x-y-z)A02.XAl2O3.yBi203.zM；
[0008]其中，I彡x〈10mol%，0.005彡y彡15mol%，0彡z彡25.0mol% ;
[0009]A 为 Ge 或 Si;
[0010]M为 Li 20，Na2O，K2O，MgO，CaO，SrO，BaO，ZnO，Y2O3 中的一种。[0011 ] 一种铋基光热转换材料的制备方法，包括以下步骤:
[0012](I)按以下成分称量物料:
[0013](100-x-y-z)A02.ΧΑΙ2Ο3.yBi2〇3.zM；
[0014]其中，I彡x〈10mol%，0.005彡y彡15mol%，0彡z彡25.0mol% ;
[0015]A 为 Ge 或 Si;
[0016]M 为 Li2O，Na2O，K2O ,MgO，CaO，SrO，BaO，ZnO，Y2O3 中的一种；
[0017]所述物料包括引入含M的化合物的原料、引入含铝的化合物的原料、引入含铋的化合物的原料、AO2;
[0018](2)将步骤(I)称量的物料放入玛瑙研钵中充分研磨均匀形成材料配合料；
[0019](3)将步骤(2)得到材料配合料转移至高温炉中，于1500?1650°C熔制，冷却后得到材料样品。
[0020]所述的铋基光热转换材料的制备方法，步骤(3)所述于1500?1650°C熔制，具体为:
[0021]于1500 ?1650Γ 熔制 15 ?60min。
[0022]所述的铋基光热转换材料的制备方法，所述引入含M的化合物的原料为氧化锂，碳酸锂，氢氧化锂，硝酸锂，草酸锂，醋酸锂，氢氧化钠，氧化钠，碳酸钠，碳酸氢钠，草酸钠，氧化钾，碳酸钾，硝酸钾，草酸钾，碳酸氢钾，氧化镁，碳酸镁，氢氧化镁，草酸镁，氧化钙，碳酸钙，四水合硝酸钙，氧化锶，碳酸锶，草酸锶，氧化钡，碳酸钡，草酸钡，氧化锌，三氧化二钇中的任意一种。
[0023]所述的铋基光热转换材料的制备方法，所述引入含铝的化合物的原料为氢氧化铝或氧化铝。
[0024]所述的铋基光热转换材料的制备方法，所述引入含铋的化合物的原料为三氧化二铋或硝酸铋。
[0025]与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果:
[0026](I)本发明制备的祕基光热转换材料光热升温效果好，稳定性高，可通过改变X、y和z的相对含量来调节光热温度，升温速率可达15°C/s，功率密度为2W/cm2时铋掺杂锗酸盐材料升温可达140 °C。
[0027](2)本发明制备的铋掺杂微米颗粒可多次循环使用不易降解，适合大批量生产。
[0028](3)本发明的铋基光热转换材料的制备方法，工艺合成及控制所需仪器设备简单，材料组份易于控制，进一步降低了生产成本。
【附图说明】
[0029]图1为实施例1的铋掺杂锗酸盐材料样品配比为(1)-(5)的可见-近红外吸收光谱。
[0030]图2为实施例1的铋掺杂锗酸盐材料样品配比(3)在808nm激光不同功率密度下温度随时间的上升曲线。
[0031]图3为实施例1的铋掺杂锗酸盐微米粉末样品配比为(1)-(4)在808nm激光激发下温度随功率上升曲线。
[0032]图4为实施例2的铋掺杂锗酸盐材料样品配比为(1)-(8)在808nm激光激发下温度随功率上升曲线。
[0033]图5为实施例3-6中的铋掺杂锗酸盐材料样品在808nm激光功率密度为6W/cm2下温度随时间的上升曲线。
[0034]图6为实施例7的铋掺杂硅酸盐材料样品配比为(1)-(4)在808nm激光功率为6W/cm2时不同金属氧化物物含量的光热温度上升曲线。
【具体实施方式】
[0035]下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0036]实施例1
[0037]选取二氧化锗、氢氧化铝、三氧化二铋作为起始化合物原料，按照各元素摩尔配比，分别称取三种化合物原料，共5组，配比如下
[0038](l)Ge:Al:B1:M = 99.5:2.0:1.0:0，对应x = I.0，y = 0.5,z = Omol% ；
[0039](2)Ge:Al:B1:M = 96.5:6.0:1.0:0JtSx = 3.0，y = 0.5，z = 0mol%;
[0040](3)Ge:Al:B1:M = 94.5:10:1.0:0，对应x = 5.0，y = 0.5,z = Omol% ；
[0041 ] (4)Ge:Al:B1:M = 91.5:14:1.0:0，对应x = 7.0，y = 0.5,z = Omol% ；
[0042](5)Ge:Al:B1:M = 91.5:16:1.0:0，对应x = 8.0，y = 0.5,z = Omol% ；
[0043]控制混合物总重均为20go 20g混合物经研磨混匀后，放入刚玉坩祸，然后将坩祸放入升至温度的高温电炉中。精确控制升温速率，样品在1580°C下熔融20min。高温下取出刚玉坩祸，将样品迅速倒在室温下的不锈钢板上，为了加速样品的冷却速度，防止其析晶，用另一块不锈钢板快速按压，即可得到所需的材料，将样品选取一块尺寸大小合适的进行切害J、打磨、抛光成尺寸为I cm X I cm X Imm的样品，得到块状的不同铝浓度的铋掺杂锗酸盐材料，用于光热性能的预测试；另外将每一组份熔制的剩余材料分别用球磨机研磨成微米颗粒，得到铋掺杂锗酸盐光热转换材料，同样进行光热性能的测试。
[0044]图1为本实施例的配比(1)-(5)样品的可见-近红外吸收光谱，所有吸收光谱均采用美国PerkinElmer公司生产的Lambda-900UV/Vis/NIR分光光度计测试采集得到，测试步长2nm，所有测试样品均双面抛光。
[0045]图2为本实施例的配比铋掺杂锗酸盐样品(3)在808nm激光不同功率密度下温度随时间的上升曲线。如图3所示，随着激光功率从0.02W/cm2增加到5.0ff/cm2'，材料的温度逐渐从25°C上升到207°C，远远超过了光热治疗中杀死癌细胞所需要的温度。进一步的，在相应的功率下，材料达到相应的温度所需时间都小于lmin。
[0046]图3为本实施例的配比铋掺杂锗酸盐微米粉末样品(1)-(4)在808nm激光激发下温度随功率上升曲线。相同功率下，随着Al2O3浓度掺杂从1.0mol%增加到7.0mol %，样品的温度升高变化不大。同时，对于同一样品，随着功率的增加，样品的温度线性升高，在Al2O3浓度为7mol %时，对应功率为5.0W/cm2时，最高可达105 °C。
[0047]实施例2
[0048]选取二氧化锗、氢氧化铝、三氧化二铋作为起始化合物原料，按照各元
[0049]素摩尔配比，分别称取三种化合物原料，共5组，配比如下
[0050](I)Ge:Al:B1:M = 94.995:10.0:0.01:0，对应x = 5.0，y = 0.005，z = 0mol% ;
[0051 ] (2)Ge:Al:B1:M = 94.95:10.0:0.10:0，对应x = 5.0，y = 0.05，z = 0mol% ;
[0052](3)Ge:Al:B1:M = 94.5:10.0:1.0:0，对应x = 5.0，y = 0.5,z = Omol% ；
[0053](4)Ge:Al:B1:M = 93.5:10.0:3.0:0，对应x = 5.0，y = I.5,z = Omol% ；
[0054](5)Ge:Al:B1:M = 93.0:10.0:4.0:0，对应x = 5.0，y = 2.0,z = Omol% ；
[0055](6)Ge:Al:B1:M = 89.0:10.0:12.0:0，对应x = 5.0，y = 6.0,z = Omol% ；
[0056](7)Ge:Al:B1:M = 85.0:10.0:20.0:0，对应x = 5.0，y = 10.0，z = 0mol% ;
[0057](8)Ge:Al:B1:M = 80.0:10.0:30.0:0，对应x = 5.0，y = 15.0,z = Omol% ；
[0058]控制混合物总重均为20go 20g混合物经研磨混匀后，放入刚玉坩祸，然后将坩祸放入升至温度的高温电炉中。精确控制升温速率，样品在1580°C下熔融20min。高温下取出刚玉坩祸，将样品迅速倒在室温下的不锈钢板上，为了加速样品的冷却速度，防止其析晶，用另一块不锈钢板快速按压，即可得到所需的材料，将样品选取一块尺寸大小合适的进行切害J、打磨、抛光成尺寸为I cm X I cm X Imm的样品，得到块状的不同铋浓度的铋掺杂锗酸盐材料，用于光热性能的预测试；另外将每一组份熔制的剩余材料分别用球磨机研磨成微米颗粒，得到铋掺杂锗酸盐光热转换材料，同样进行光热性能的测试。铋掺杂块状样品和微米颗粒样品在808nm激光照射下的温度上升曲线与实施例(I)中类似，表明铋掺杂块状样品和微米颗粒材料都具有良好的光热效应。
[0059]图4为本实施例的配比铋掺杂锗酸盐样品(1)-(8)在808nm激光激发下温度随功率上升曲线。相同功率下，随着Bi2O3浓度掺杂从0.005mol%增加到15mol %，样品的温度逐渐增加。同时，对于同一样品，随着功率的增加，样品的温度线性升高，在Bi2O3浓度为15mol%时，对应功率为5.0W/cm2时，最高可达263 °C。
[0060]实施例3
[0061]选取二氧化锗、氢氧化铝、三氧化二铋、无水碳酸钠作为起始化合物原料，按照各元素摩尔配比，分别称取三种化合物原料，共5组，配比如下
[0062](l)Ge:Al:B1:Na = 89.5:10:1.0:10，对应x = 5.0，y = 0.5,z = 5mol% ；
[0063](2)Ge:Al:B1:Na = 84.5:10:1.0:20，对应x = 5.0，y = 0.5,z = 1mol% ；
[0064](3)Ge:Al:B1:Na = 79.5:10:1.0:30，对应x = 5.0,y = 0.5,z = 15mol% ；
[0065](4)Ge:Al:B1:Na = 74.5:10:1.0:40，对应x = 5.0，y = 0.5,z = 20mol% ；
[0066](5)Ge:Al:B1:Na = 69.5:10:1.0:50JtSx = 5.0，y = 0.5，z = 25mol%;
[0067]控制混合物总重均为20go 20g混合物经研磨混匀后，放入刚玉坩祸，然后将坩祸放入升至温度的高温电炉中。精确控制升温速率，样品在1540°C下熔融20min。高温下取出刚玉坩祸，将样品迅速倒在室温下的不锈钢板上，为了加速样品的冷却速度，防止其析晶，用另一块不锈钢板快速按压，即可得到所需的材料，将样品选取一块尺寸大小合适的进行切害J、打磨、抛光成尺寸为I cm X I cm X Imm的样品，得到块状的不同碳酸钠浓度的铋掺杂锗酸盐材料，用于光热性能的预测试；另外将每一组份熔制的剩余材料分别用球磨机研磨成微米颗粒，得到铋掺杂锗酸盐光热转换材料，同样进行光热性能的测试。铋掺杂块状样品和微米颗粒样品在808nm激光照射下的温度上升曲线与实施例(I)中类似，表明铋掺杂块状样品和微米颗粒材料都具有良好的光热效应。
[0068]本实施例制备的铋掺杂光热样品(配比(3))在808nm激光功率密度为6W/cm2下温度随时间的上升曲线见图5。在碳酸钠掺杂含量为15moI %时，铋掺杂锗酸盐材料在6W/cm2下对应的温度升高值为187°C，远远超过光热治疗可以杀死癌细胞的温度。
[0069]实施例4
[0070]选取二氧化锗、氢氧化铝、三氧化二铋、氧化镁作为起始化合物原料，按照各元素摩尔配比，分别称取三种化合物原料，共5组，配比如下
[0071 ] (l)Ge:Al:B1:Mg = 89.5:10:1.0:5.0，对应x = 5.0，y = 0.5,z = 5mol% ；
[0072](2)Ge:Al:B1:Mg = 84.5:10:1.0:10，对应x = 5.0，y = 0.5,z = 1mol% ；
[0073](3)Ge:Al:B1:Mg = 79.5:10:1.0:15，对应x = 5.0，y = 0.5,z = 15mol% ；
[0074](4)Ge:Al:B1:Mg = 74.5:10:1.0:20，对应x = 5.0，y = 0.5,z = 20mol% ；
[0075](5)Ge:Al:B1:Mg = 69.5:10:1.0:25JtSx = 5.0，y = 0.5，z = 25mol%;
[0076]控制混合物总重均为20go 20g混合物经研磨混匀后，放入刚玉坩祸，然后将坩祸放入升至温度的高温电炉中。精确控制升温速率，样品在1540°C下熔融20min。高温下取出刚玉坩祸，将样品迅速倒在室温下的不锈钢板上，为了加速样品的冷却速度，防止其析晶，用另一块不锈钢板快速按压，即可得到所需的材料，将样品选取一块尺寸大小合适的进行切害J、打磨、抛光成尺寸为I cm X I cm X Imm的样品，得到块状的不同氧化镁浓度的铋掺杂锗酸盐材料，用于光热性能的预测试；另外将每一组份熔制的剩余材料分别用球磨机研磨成微米颗粒，得到铋掺杂锗酸盐光热转换材料，同样进行光热性能的测试。铋掺杂块状样品和微米颗粒样品在808nm激光照射下的温度上升曲线与实施例(I)中类似，表明铋掺杂块状样品和微米颗粒材料都具有良好的光热效应。
[0077]本实施例制备的铋掺杂光热转换材料(配比(3))在808nm激光功率密度为6W/cm2下温度随时间的上升曲线见图5。在氧化镁掺杂含量为15moI %时，铋掺杂锗酸盐材料在6W/cm2下对应的温度升高值为76°C ο
[0078]实施例5
[0079]选取二氧化锗、氢氧化铝、三氧化二铋、碳酸钙作为起始化合物原料，按照各元素摩尔配比，分别称取三种化合物原料，共5组，配比如下
[0080](l)Ge:Al:B1:Ca = 86.5:16:1.0:5.0JtSx = 8.0，y = 0.5，z = 5.0mol%;
[0081 ] (2)Ge:Al:B1:Ca = 81.5:16:1.0:10JtSx = 8.0，y = 0.5，z = 10mol%,；
[0082](3)Ge:Al:B1:Ca = 76.5:16:1.0:15JtSx = 8.0，y = 0.5，z = 15mol%;
[0083](4)Ge:Al:B1:Ca = 71.5:16:1.0:20JtSx = 8.0，y = 0.5，z = 20mol%;
[0084](5)Ge:Al:B1:Ca = 66.5:16:1.0:25JtSx = 8.0，y = 0.5，z = 25mol%;
[0085]控制混合物总重均为20go 20g混合物经研磨混匀后，放入刚玉坩祸，然后将坩祸放入升至温度的高温电炉中。精确控制升温速率，样品在1540°C下熔融20min。高温下取出刚玉坩祸，将样品迅速倒在室温下的不锈钢板上，为了加速样品的冷却速度，防止其析晶，用另一块不锈钢板快速按压，即可得到所需的材料，将样品选取一块尺寸大小合适的进行切害J、打磨、抛光成尺寸为IcmX IcmX Imm的样品，得到块状的不同碳酸钙浓度的铋掺杂锗酸盐材料，用于光热性能的预测试；另外将每一组份熔制的剩余材料分别用球磨机研磨成微米颗粒，得到铋掺杂锗酸盐光热转换材料，同样进行光热性能的测试。铋掺杂块状样品和微米颗粒样品在808nm激光照射下的温度上升曲线与实施例(I)中类似，表明铋掺杂块状样品和微米颗粒都具有良好的光热效应。
[0086]本实施例制备的铋掺杂光热转换材料(配比(3))在808nm激光功率密度为6W/cm2下温度随时间的上升曲线见图5。在碳酸钙掺杂含量为15moI %时，铋掺杂锗酸盐材料在6W/cm2下对应的温度升高值为76°C ο
[0087]实施例6
[0088]选取二氧化锗、氢氧化铝、三氧化二铋、氧化钇作为起始化合物原料，按照各元素摩尔配比，分别称取三种化合物原料，共5组，配比如下
[0089](l)Ge:Al:B1:Y = 86.5:16:1.0:10，对应x = 5.0，y = 0.5，z = 5.0mol% ；
[0090](2)Ge:Al:B1:Y = 81.5:16:1.0:20JtSx = 5.0，y = 0.5，z = 10mol%,；
[0091](3)Ge:Al:B1:Y = 76.5:16:1.0:30JtSx = 5.0，y = 0.5，z = 15mol%;
[0092]控制混合物总重均为20go 20g混合物经研磨混匀后，放入刚玉坩祸，然后将坩祸放入升至温度的高温电炉中。精确控制升温速率，样品在1540°C下熔融20min。高温下取出刚玉坩祸，将样品迅速倒在室温下的不锈钢板上，为了加速样品的冷却速度，防止其析晶，用另一块不锈钢板快速按压，即可得到所需的材料，将样品选取一块尺寸大小合适的进行切害J、打磨、抛光成尺寸为I cm X I cm X Imm的样品，得到块状的不同氧化钇浓度的铋掺杂锗酸盐材料，用于光热性能的预测试；另外将每一组份熔制的剩余材料分别用球磨机研磨成微米颗粒，得到铋掺杂锗酸盐光热转换材料，同样进行光热性能的测试。铋掺杂锗酸盐块状样品和微米颗粒样品在808nm激光照射下的温度上升曲线与实施例(I)中类似，表明铋掺杂块状样品和微米颗粒都具有良好的光热效应。
[0093]本实施例制备的铋掺杂光热转换材料(配比(3))在808nm激光功率密度为6W/cm2下温度随时间的上升曲线见图5。在氧化钇掺杂含量为15moI %时，铋掺杂锗酸盐材料在6W/cm2下对应的温度升高值为40°C ο
[0094]实施例7
[0095]选取二氧化硅、氢氧化铝、三氧化二铋、碳酸钙作为起始化合物原料，按照各元素摩尔配比，分别称取三种化合物原料，共4组，配比如下
[0096](l)S1:Al:B1:Mg = 82:10:4.0:25JtSx = 5.0，y = 2.0，z = 25mol%;
[0097](2)S1: Al:B1: Mg = 82:10:4.0:25，对应x = 5.0,y = 4.0,z = 25mol% ；
[0098](3)S1:Al:B1:Mg = 82:10:4.0:25JtSx = 5.0，y = 6.0，z = 25mol%;
[0099](4)S1:Al:B1:Mg = 82:10:4.0:25，对应x = 5.0，y = 8.0，z = 25mol% ;
[0100]控制混合物总重均为20go 20g混合物经研磨混匀后，放入刚玉坩祸，然后将坩祸放入升至温度的高温电炉中。精确控制升温速率，样品在1600°C熔融20min。高温下取出刚玉坩祸，将其迅速倒在室温下的不锈钢板上，为了加速样品的冷却速度，防止材料析晶，用另一块不锈钢板快速按压，即可得到所需的材料样品，将样品选取一块尺寸大小合适的进行切割、打磨、抛光成尺寸为IcmX IcmX Imm的样品，得到块状的铋掺杂硅酸盐材料，用于光热性能的预测试;另外将每一组份剩余的材料用球磨机研磨成微米颗粒，得到铋掺杂硅酸盐光热转换材料，同样进行光热性能的测试。
[0101]图6为本实施例的配比铋掺杂硅酸盐材料样品(1)-(4)在808nm激光功率为6W/Cm2下在MgO含量为15mol%时，不同浓度的Bi2O3的光热温度上升曲线。在Bi2O3掺杂含量从2mol%增加到8mol %时，铋掺杂硅酸盐材料在6W/cm2下对应的温度值从33 °C增加到81°C。在相应的功率下，材料达到相应的温度所需时间在20s左右。
[0102]实施例8
[0103]选取二氧化硅、氢氧化铝、三氧化二铋、碳酸钠作为起始化合物原料，按照各元素摩尔配比，分别称取三种化合物原料，共5组，配比如下
[0104](I)S1:Al:B1:Na = 87:12:4.0: lCU$Sx = 6.0，y = 2.0，z = 5mol% ；
[0105](2)S1:Al:B1:Na = 82:12:4.0:20，对应x = 6.0，y = 2.0,z = 1mol% ；
[0106](3)S1:Al:B1:Na = 77:12:4.0:30，对应x = 6.0，y = 2.0,z = 15mol% ；
[0107](4)S1:Al:B1:Na = 72:10:4.0:40JtSx = 6.0，y = 2.0，z = 20mol%;
[0108](5)S1:Al:B1:Na = 67:10:4.0:50JtSx = 6.0，y = 2.0，z = 25mol%;
[0109]控制混合物总重均为20go 20g混合物经研磨混匀后，放入刚玉坩祸，然后将坩祸放入升至温度的高温电炉中。精确控制升温速率，样品在1650°C熔融20min。高温下取出刚玉坩祸，将其迅速倒在室温下的不锈钢板上，为了加速样品的冷却速度，防止材料析晶，用另一块不锈钢板快速按压，即可得到所需的样品，将样品选取一块尺寸大小合适的进行切割、打磨、抛光成尺寸为IcmX IcmX Imm的样品，得到块状的铋掺杂硅酸盐样品，用于光热性能的预测试;另外将每一组份剩余的材料用球磨机研磨成粉状微米颗粒，得到铋掺杂硅酸盐光热转换材料，同样进行光热性能的测试。铋掺杂块状光热转换材料样品在808nm激光照射下的温度上升曲线与实施例(7)中类似，表明铋掺杂块状光热转换材料具有良好的光热效应。
[0110]实施例9
[0111]选取二氧化硅、氢氧化铝、三氧化二铋、碳酸钙作为起始化合物原料，按照各元素摩尔配比，分别称取三种化合物原料，共5组，配比如下
[0112](I)S1: Al:B1: Ca = 82:14:2.0:10，对应x = 7.0，y = I.0, z = 1mol % ；
[0113](2)S1:Al:B1:Ca = 72:14:2.0:20JtSx = 7.0，y = 1.0，z = 20mol%;
[0114](3)S1: Al:B1: Ca = 62:14:2.0:30，对应x = 7.0，y = I.0,z = 30mol% ；
[0115](4)S1:Al:B1:Ca = 61:14:4.0:30JtSx = 7.0，y = 2.0，z = 30mol%;
[0116](5)S1: Al:B1: Ca = 60:14:6.0:30，对应x = 7.0，y = 3.0,z = 30mol% ；
[0117]控制混合物总重均为20go 20g混合物经研磨混匀后，放入刚玉坩祸，然后将坩祸放入升至温度的高温电炉中。精确控制升温速率，样品在1650°C熔融20min。高温下取出刚玉坩祸，将其迅速倒在室温下的不锈钢板上，为了加速样品的冷却速度，防止材料析晶，用另一块不锈钢板快速按压，即可得到所需的样品，将样品选取一块尺寸大小合适的进行切割、打磨、抛光成尺寸为IcmX IcmX Imm的样品，得到块状的铋掺杂硅酸盐样品，用于光热性能的预测试;另外将每一组份剩余的材料用球磨机研磨成纳米颗粒，得到铋掺杂硅酸盐光热材料，同样进行光热性能的测试。铋掺杂样品在808nm激光照射下的温度上升曲线与实施例
(7)中类似，表明铋掺杂块状光热转换材料具有良好的光热效应。
[0118]实施例10
[0119]选取二氧化硅、氢氧化铝、三氧化二铋、碳酸锶作为起始化合物原料，按照各元素摩尔配比，分别称取三种化合物原料，共5组，配比如下
[0120](I)S1: Al:B1: Sr = 88:10:4.0:5.0，对应x = 5.0，y = 2.0，z = 5.0mol % ；
[0121 ] (2)S1: Al:B1: Sr = 83:10:4.0:10，对应x = 5.0，y = 2.0, z = 1mol % ；
[0122](3)S1:Al:B1:Sr = 78:10:4.0:15，对应x = 5.0，y = 2.0,z = 15mol% ；
[0123](4)S1:Al:B1:Sr = 73:10:4.0:20，对应x = 5.0，y = 2.0,z = 20mol% ；
[0124](5)S1:Al:B1:Sr = 68:10:4.0:25JtSx = 5.0，y = 2.0，z = 25mol%;
[0125]控制混合物总重均为20go 20g混合物经研磨混匀后，放入刚玉坩祸，然后将坩祸放入升至温度的高温电炉中。精确控制升温速率，样品在1650°C熔融20min。高温下取出刚玉坩祸，将其迅速倒在室温下的不锈钢板上，为了加速材料的冷却速度，防止材料析晶，用另一块不锈钢板快速按压，即可得到所需的材料样品，将样品选取一块尺寸大小合适的进行切割、打磨、抛光成尺寸为IcmX IcmX Imm的样品，得到块状的铋掺杂硅酸盐材料样品，用于光热性能的预测试；另外将每一组份剩余的样品用球磨机研磨成纳米颗粒，得到铋掺杂硅酸盐光热转换材料，同样进行光热性能的测试。铋掺杂材料在808nm激光照射下的温度上升曲线与实施例(7)中类似，表明铋基光热转换材料都具有良好的光热效应。
[0126]本发明的引入含M的化合物的原料还可为氧化锂，碳酸锂，氢氧化锂，硝酸锂，草酸锂，醋酸锂，氢氧化钠，氧化钠，碳酸氢钠，草酸钠，氧化钾，碳酸钾，硝酸钾，草酸钾，碳酸氢钾，碳酸镁，氢氧化镁，草酸镁，氧化钙，四水合硝酸钙，氧化锶，草酸锶，氧化钡，碳酸钡，草酸钡，氧化锌中的任意一种。
[0127]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种祕基光热转换材料，其特征在于，表达通式(100-x-y-z)A02.XAI2O3.yBi2〇3.zM； 其中，1彡叉〈1011101%，0.005彡7彡1511101%，0彡2彡25.011101%; A为Ge或Si; M 为 Li2O，Na2O，K2O，MgO，CaO，SrO，BaO，ZnO，Y2O3 中的一种。2.一种铋基光热转换材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)按以下成分称量物料:(100-x-y-z)A02.ΧΑΙ2Ο3.yBi2〇3.zM； 其中，1彡叉〈1011101%，0.005彡7彡1511101%，0彡2彡25.011101%; A为Ge或Si; M 为 Li2O，Na2O，K2O，MgO，CaO，SrO，BaO，ZnO，Y2O3 中的一种； 所述物料包括引入含M的化合物的原料、引入含铝的化合物的原料、引入含铋的化合物的原料、AO2; (2)将步骤(I)称量的物料放入玛瑙研钵中充分研磨均匀形成配合料； (3)将步骤(2)得到配合料转移至高温炉中，于1500?1650°C熔制，冷却后得到样品。3.根据权利要求2所述的铋基光热转换材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述于1500?1650°C熔制，具体为: 于 1500 ?1650°C 熔制 15 ?60min。4.根据权利要求2所述的铋基光热转换材料的制备方法，其特征在于，所述引入含M的化合物的原料为氧化锂，碳酸锂，氢氧化锂，硝酸锂，草酸锂，醋酸锂，氢氧化钠，氧化钠，碳酸钠，碳酸氢钠，草酸钠，氧化钾，碳酸钾，硝酸钾，草酸钾，碳酸氢钾，氧化镁，碳酸镁，氢氧化镁，草酸镁，氧化钙，碳酸钙，四水合硝酸钙，氧化锶，碳酸锶，草酸锶，氧化钡，碳酸钡，草酸钡，氧化锌，三氧化二钇中的任意一种。5.根据权利要求2所述的铋基光热转换材料的制备方法，其特征在于，所述引入含铝的化合物的原料为氢氧化铝或氧化铝。6.根据权利要求2所述的铋基光热转换材料的制备方法，其特征在于，所述引入含铋的化合物的原料为三氧化二铋或硝酸铋。
【文档编号】A61K41/00GK106082996SQ201610464251
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】彭明营, 王丽平, 李丽华
【申请人】华南理工大学