一种YF3:Eu3+纳米颗粒荧光体及其制备方法与流程

本发明涉及一种yf3:eu³⁺纳米材料，具体涉及一种纳米颗粒荧光体及其制备方法。

背景技术：

稀土氟化物纳米材料具有宽带隙,低的声子振动能量,高的热和环境稳定性,已经成为发光材料中的良好的基质材料,在光学领域具有潜在的应用前景。传统的有机荧光染料光化学稳定性差、吸收和发射带较宽、光漂白和光解严重、光解产物往往对生物体有杀伤作用，这极大地限制了它的应用范围。而近年来广泛研究的半导体荧光纳米晶由于化学稳定性较差，生物毒性难以避免，其应用仍然受到一些限制。相比而言，稀土纳米材料具有独特的光、电、磁等物理性能，并且生物毒性小，因而在生物成像技术中具有广阔的应用前景。

稀土氟化物纳米材料具有低声子能特性，发光范围从近紫外一直延伸到中红外波段,特别适合作为激光晶体、上转换发光材料的基质。产品可应用于显示屏、节能灯、生物标记、激光晶体、及闪烁晶体等领域。yf3:eu纳米晶体在高分辨显示器、电致发光器件、光放大器以及荧光探针等领域具有潜在的应用价值有望在场发射、纳米管电装置、显示器件、高温润滑和摩擦、生物标记等领域发挥重要的作用，开辟材料应用的新领域。

目前，稀土氟化物纳米材料的合成方法主要有水相合成、油相合成和固相合成等。其中，水相合成最简单，对仪器设备的要求不高，但是，通常情况下，水相合成的纳米粒子是疏水性的，粒子溶液的荧光强度很弱，无法用于生物分析。

目前看来，稀土氟化物纳米材料的制备方法因其存在制备过程会产生hf等有毒有害物质，对人和环境不利，同时还存在操作复杂，生产成本高，成品纯度低，粒径较大，粒径均匀性较差，使用过程涂覆效果差，发光强度不强、发光不均一、光色差等技术问题制约着纳米颗粒荧光体领域的发展。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种纳米颗粒荧光体。

本发明另一目的在于提供上述纳米颗粒荧光体的制备方法。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种纳米颗粒荧光体，其特征在于：所述晶型在衍射角度2θ在23.636±0.2°、24.202±0.2°、25.665±0.2°、27.485±0.2°、30.660±0.2°、35.692±0.2°、43.471±0.2°、45.180±0.2°、46.575±0.2°、47.111±0.2°、48.609±0.2°、50.929±0.2°、51.605±0.2°、52.981±0.2°、54.555±0.2°处有衍射峰。

具体地说，上述纳米颗粒荧光体，其特征在于：它具有如图1所示的x-射线粉末衍射图。

本发明纳米颗粒荧光体粒径均匀，形貌为多面体并有向削角削棱八面体构晶形式的纳米颗粒，粒径在340-400nm，具体如图2所示纳米颗粒荧光体sem图。

一种纳米颗粒荧光体的制备方法，其特征在于，它是包括下来步骤制得：

1.取y(no3)3.6h2o溶解于适宜容器中，加入去离子水配置成0.25mol/l的y(no3)3溶液，备用；

2.取eu2o3用1.5mol/l的稀硝酸先溶解，得到eu(no3)3，然后置于水浴锅中于50～60℃的温度下加热1～2h蒸发掉多余的硝酸，再加入去离子水配置成0.25mol/l的eu(no3)3；其中所述eu2o3与稀硝酸的质量体积比为1:12；

3.将步骤1中制得的y(no3)3溶液和步骤2中的eu(no3)3置于适宜容器中，加入乙二胺四乙酸二钠盐，然后置于磁力搅拌器中搅拌30～40min，然后加入1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，密闭继续搅拌1～2h，得混合液，备用；

4.将步骤3中制得的混合液置于聚四氟乙烯的反应釜中，然后置于烘箱中，设置温度180～190℃，保持22～24h，取出，放置冷却至20～25℃，备用；

5.取步骤4中冷却后的混合液，置于离心机中于6000～8000r/min离心4～6分钟，弃去上清液，收集离心沉淀，然后加入沉淀10倍质量的无水乙醇洗涤沉淀3次，每次洗涤完成后用离心机在转速6000～8000r/min离心4～6分钟，收集沉淀，即得粗品，备用；

6.将粗品置于烘箱中，设置烘箱温度60～82℃，烘干4～8小时，取出，即得

一种纳米颗粒荧光体的制备方法，其特征在于，步骤3中所述乙二胺四乙酸二钠盐加入量需满足溶液中eu³⁺与y³⁺物质的量之和:乙二胺四乙酸二钠盐的物质的量＝1:2；所述y(no3)3溶液、eu(no3)3溶液和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的投料摩尔比为0.9:0.1:1～3。

本发明具有如下的有益效果：

本发明一种纳米颗粒荧光体具有独特的多面体并有向削角削棱的八面体结构，成品纯度高可高达99.8％，粒径较小且均匀，成品粒径均在340～400nm之间，涂覆效果好，成品发光强度高，发光均一，光色差小，本品成品气敏性好，特别对可燃性气体有较好的气敏性；本发明制备方法产率高，产率可高达99.1％以上，制备方法简单易行，生产成本低，并且制备过程不会产生hf，对人和环境友好，易实现大批量生产，值得市场推广应用。

附图说明

图1为本发明纳米颗粒荧光体x射线衍射图。

图2为本发明纳米颗粒荧光体sem图。

图3为本发明纳米颗粒荧光体的激发光谱图。

图4为本发明纳米颗粒荧光体的发射光谱图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述本发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

1.取0.25mol的y(no3)3.6h2o溶解于适宜容器中，加入去离子水1000ml配置成0.25mol/l的y(no3)3溶液，备用；

2.取0.125mol的eu2o3用1.5mol/l的稀硝酸528ml溶解，得到eu(no3)3，然后置于水浴锅中于60℃的温度下加热1h蒸发掉多余的硝酸，再加入去离子水补足至1000ml，使得eu(no3)3的浓度为0.25mol/l；

3.将步骤1中制得的y(no3)3溶液36ml和步骤2中制得的eu(no3)3溶液4ml置于适宜容器中，加入0.02mol的乙二胺四乙酸二钠盐，然后置于磁力搅拌器中搅拌30min，然后加入1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐0.01mol，密闭继续搅拌1h，得混合液，备用；

4.将步骤3中制得的混合液置于聚四氟乙烯的反应釜中，然后置于烘箱中，设置温度180℃，保持24h，取出，放置冷却至20℃，备用；

5.取步骤4中冷却后的混合液，置于离心机中于6000r/min离心4分钟，弃去上清液，收集离心沉淀，然后加入沉淀10倍质量的无水乙醇洗涤沉淀3次，每次洗涤完成后用离心机在转速6000r/min离心4分钟，收集沉淀，即得粗品，备用；

6.将粗品置于烘箱中，设置烘箱温度60℃，烘干4小时，取出，即得

经测定，本品成品产率为99.1％，本品成品纯度99.8％。

实施例2

将实施例1所制得的纳米颗粒荧光体做xrd测试：

辐射源为cu粑，波长为1.54060m，扫描角度为20°～80°，电压为30kv，电流为20ma，扫描速度为2.4°/min。其x射线纳米颗粒的x衍射图如图1所示。

纳米颗粒的x衍射角度2θ在23.636±0.2°、24.202±0.2°、25.665±0.2°、27.485±0.2°、30.660±0.2°、35.692±0.2°、43.471±0.2°、45.180±0.2°、46.575±0.2°、47.111±0.2°、48.609±0.2°、50.929±0.2°、51.605±0.2°、52.981±0.2°、54.555±0.2°处有衍射峰。

将将实施例1所制得的纳米颗粒荧光体进行电镜扫描，扫描结果见图2。

由图2可以看出纳米颗粒荧光体的形貌为多面体并有向削角削棱八面体(两个四棱锥四边形的合在一起，削去两个尖角，和接触底面的四条棱)构晶形式的纳米颗粒，粒径在340-400nm之间。

将实施例1所制得的纳米颗粒荧光体纳米颗粒荧光体做激发光谱实验，实验结果见图3。由图3可知，在591.0nm监测下，样品的激发光谱最强峰出现在394.8nm。

将实施例1所制得的纳米颗粒荧光体纳米颗粒荧光体做发射光谱实验，实验结果见图4。由图4可知，在394nm紫外光激发测得，可清楚看到在556.4nm，588.6nm，594.8nm，616.8nm有明显的衍射峰，其中在594.8nm出现的峰最强。

实施例3

1.取0.25mol的y(no3)3.6h2o溶解于适宜容器中，加入去离子水1000ml配置成0.25mol/l的y(no3)3溶液，备用；

2.取0.125mol的eu2o3用1.5mol/l的稀硝酸528ml溶解，得到eu(no3)3，然后置于水浴锅中于60℃的温度下加热2h蒸发掉多余的硝酸，再加入去离子水补足至1000ml，使得eu(no3)3的浓度为0.25mol/l；

3.将步骤1中制得的y(no3)3溶液36ml和步骤2中制得的eu(no3)3溶液4ml置于适宜容器中，加入0.02mol的乙二胺四乙酸二钠盐，然后置于磁力搅拌器中搅拌40min，然后加入1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐0.02mol，密闭继续搅拌2h，得混合液，备用；

4.将步骤3中制得的混合液置于聚四氟乙烯的反应釜中，然后置于烘箱中，设置温度190℃，保持24h，取出，放置冷却至25℃，备用；

5.取步骤4中冷却后的混合液，置于离心机中于8000r/min离心6分钟，弃去上清液，收集离心沉淀，然后加入沉淀10倍质量的无水乙醇洗涤沉淀3次，每次洗涤完成后用离心机在转速8000r/min离心6分钟，收集沉淀，即得粗品，备用；

6.将粗品置于烘箱中，设置烘箱温度82℃，烘干8小时，取出，即得

经测定，本品成品产率为99.3％，本品成品纯度99.6％。

实施例4

1.取0.25mol的y(no3)3.6h2o溶解于适宜容器中，加入去离子水1000ml配置成0.25mol/l的y(no3)3溶液，备用；

2.取0.125mol的eu2o3用1.5mol/l的稀硝酸528ml溶解，得到eu(no3)3，然后置于水浴锅中于55℃的温度下加热2h蒸发掉多余的硝酸，再加入去离子水补足至1000ml，使得eu(no3)3的浓度为0.25mol/l；

3.将步骤1中制得的y(no3)3溶液36ml和步骤2中制得的eu(no3)3溶液4ml置于适宜容器中，加入0.02mol的乙二胺四乙酸二钠盐，然后置于磁力搅拌器中搅拌35min，然后加入1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐0.03mol，密闭继续搅拌1h，得混合液，备用；

4.将步骤3中制得的混合液置于聚四氟乙烯的反应釜中，然后置于烘箱中，设置温度185℃，保持23h，取出，放置冷却至22℃，备用；

5.取步骤4中冷却后的混合液，置于离心机中于7000r/min离心5分钟，弃去上清液，收集离心沉淀，然后加入沉淀10倍质量的无水乙醇洗涤沉淀3次，每次洗涤完成后用离心机在转速7000r/min离心5分钟，收集沉淀，即得粗品，备用；

6.将粗品置于烘箱中，设置烘箱温度78℃，烘干6小时，取出，即得

经测定，本品成品产率为99.5％，本品成品纯度99.3％。