一种碳酸钠基荧光材料及其制备方法_3

文档序号:9484816阅读:来源:国知局
1750cm 1附近存在特征吸收峰。
[0080]其紫外光谱在波长为280nm?350nm附近存在强吸收峰,且峰宽随着核材料纳米碳酸钠粒径的增大略有增宽,但峰位基本保持不变。
[0081]其热失重随着核材料纳米碳酸钠粒径的增大而波动。
[0082]根据本发明的第二方面,还提供根据上述第一方面所述制得的碳酸钠基荧光材料,其特征在于,所述碳酸钠基荧光材料具有核壳结构,其中,核材料为纳米碳酸钠,壳层材料为荧光物质。
[0083]在本发明中,所述核材料纳米碳酸钠与上述第一方面中所述纳米碳酸钠相同。
[0084]在本发明中,所述壳层材料稀土二元配合物的选择范围与上述第一方面中所述稀土二元配合物的选择范围相同。
[0085]在本发明中,所述壳层材料的厚度为lnm?5nm,优选为2nm?3nm。
[0086]在本发明中,制得的碳酸钠基荧光材料,其粒径为420nm?lOOOOnm。
[0087]在本发明中,当铺与乙酰水杨酸形成稀土二元配合物(例如为Tb(aspirin)x,其中x<3)时,制得的碳酸钠基荧光材料,
[0088]其荧光寿命约为1.42X 10 3s?1.60X 10 3s,且随着核材料纳米碳酸钠粒径的增大先减小再增大,在纳米碳酸钠的粒径为141.3?155.6nm时达到最大,此时碳酸钠基荧光材料的荧光寿命为1.60X 10 3s。
[0089]其激发光谱在波长为300nm?400nm附近存在吸收峰,且峰宽随着核材料纳米碳酸钠粒径的增大略有增宽,但峰位基本保持不变。
[0090]其发射光谱中在450nm波长前无发射峰,仅在波长为490nm、550nm附近存在两个强吸收峰,在580nm和620nm附近存在弱吸收峰,这说明单独存在的配体很少或者配体向铽离子能量传递效率较高。
[0091]其红外光谱在波数为1400cm 1?1600cm 1和1750cm 1附近存在特征吸收峰。
[0092]其紫外光谱在波长为280nm?350nm附近存在强吸收峰,且峰宽随着核材料纳米碳酸钠粒径的增大略有增宽,但峰位基本保持不变。
[0093]其热失重随着核材料纳米碳酸钠粒径的增大而波动。
[0094]根据本发明提供的碳酸钠基荧光材料及其制备方法,具有以下有益效果:
[0095](1)本发明提供的碳酸钠基荧光材料有效地降低了稀土二元配合物类荧光性物质作为发光材料的成本;
[0096](2)所述碳酸钠基荧光材料中壳层材料与核材料之间存在较强的相互作用力,包覆紧密,不易被有机溶剂洗脱下来;
[0097](3)所述碳酸钠基荧光材料的热稳定性好,适用于耐热材料;
[0098](4)本发明提供的制备方法能够使稀土二元配合物在溶剂体系中有效地沉淀下来,从而充分地利用了具有较好荧光性能但不易沉淀的稀土二元配合物;
[0099](5)该碳酸钠基荧光材料的制备方法绿色环保,无环境污染。
[0100]实施例
[0101]实施例1
[0102](1)将180个小玛瑙球(直径为3mm)放在研磨罐中,加入5g碳酸钠颗粒,研磨的空间为50cm3,转速为300rpm,研磨25分钟后研磨出粒径为58.6nm?63.5nm的纳米碳酸钠;
[0103](2)称取9.9235g Tb407,用100mL去离子水溶解,放入磁子并搅拌,加热至90°C,加入lmL的浓HC1和4滴过氧化氢(30% ),在57°C下保温反应,交替滴加浓盐酸和过氧化氢,直到溶液澄清,停止加热;
[0104](3)将步骤2得到的澄清溶液冷却至室温(25°C ),静置30分钟,抽滤,蒸发,至出现白色的糊状物,待水基本蒸干后放入纸袋中保存,再在50°C下干燥12小时,制得氯化铽;
[0105](4)称取0.2g步骤1中制备的纳米碳酸钠,放置于250mL的烧杯中,加入乙醇25mL,并放入超声分散机中分散1个小时;
[0106](5)向步骤4的体系中加入0.5mmol步骤3制得的氯化铺及1.5mmol的乙酰水杨酸,搅拌,再将搅拌好的溶液用布氏漏斗抽滤得到固体,将产物放在80°C烘箱中干燥4小时,即得碳酸钠基荧光材料。
[0107]其表征见以实验例1?7。
[0108]实施例2
[0109]重复实施例1,区别仅在于步骤1中用90个小玛瑙球(直径为2mm),球磨时间为30min,研磨的空间为150cm3,转速为400rpm,研磨出粒径为82.9?90.5nm的纳米碳酸钠。
[0110]其表征见以实验例1?7。
[0111]实施例3
[0112]重复实施例1,区别仅在于步骤1中用90个小玛瑙球(直径为4mm)和20个中玛瑙球(直径为8mm),球磨时间为15min,研磨的空间为100cm3,转速为600rpm,研磨出粒径为141.3?155.6nm的纳米碳酸钠。
[0113]其表征见以实验例1?7。
[0114]实施例4
[0115]重复实施例1,区别仅在于步骤1中用90个小玛瑙球(直径为3mm)和20个大玛瑙球(直径为12mm),球磨时间为lOmin,研磨的空间为50cm3,转速为300rpm,研磨出粒径为167.5?181.9nm的纳米碳酸钠。
[0116]其表征见以实验例1?7。
[0117]实施例5
[0118]重复实施例1,区别仅在于步骤1中用80个小玛瑙球(直径为3mm)和10个大玛瑙球(直径为14mm),球磨时间为40min,研磨的空间为100cm3,转速为300rpm,研磨出粒径为180.0?194.lnm的纳米碳酸钠。
[0119]其表征见以实验例1?7。
[0120]实施例6
[0121]重复实施例1,区别仅在于步骤1中用50个中玛瑙球(直径为5mm)和20个大玛瑙球(直径为12mm),球磨时间为lOmin,研磨的空间为200cm3,转速为300rpm研磨出粒径为420.6?472.2nm的纳米碳酸钠。
[0122]其表征见以实验例1?7。
[0123]实施例7?12
[0124]分别重复实施例1?6,区别仅在于采用市售的氯化铽替换步骤2和步骤3中制备的氯化铽,最终获得碳酸钠基荧光材料,其发射光谱图、激发光谱图、红外光谱图、紫外光谱图、平均荧光寿命实验结果与实施例1?6类似。
[0125]对比例
[0126]对比例1
[0127](1)在烧杯中称量9.9235g氧化铽(Tb407),倒入100ml去离子水,加热至90°C,向体系中加入lmL的浓HC1和4滴过氧化氢(30% ),并不断加热,交替滴加浓盐酸和双氧水至溶液澄清,停止加热。
[0128](2)将步骤1得到的澄清溶液冷却至室温(25°C ),静置30分钟,抽滤,蒸发,至出现白色的糊状物,待水基本蒸干后放入纸袋中保存,再在50°C下干燥12小时,制得氯化铽;
[0129](3)称取0.5mmol步骤2制得的氯化铽及1.5mmol乙酰水杨酸加入烧杯中,加入25mL无水乙醇并在超声仪器中超声振荡分散一个小时,然后将烧杯放在磁力搅拌器上搅拌2h,但没有固体析出。
[0130]实验例
[0131]实验例1样品的激发光i普图
[0132]本实验例所用样品为实施例1?6制得,结果如图1所示,由图1可知:
[0133]六种产物的激发光谱图差别较大,即随着核材料粒径的增大,制得的碳酸钠基荧光材料的激发光谱的峰形明显增宽,表明核材料纳米碳酸钠的不同粒径对铽配合物的结构影响较大。
[0134]实验例2样品的发射.光i普图
[0135]本实验例所用样品为实施例1?6制得,结果如图2所示,并根据图2绘制不同粒径核材料制得的碳酸钠基荧光材料的最大荧光发射强度图,如图3所示,由图2和图3可知:
[0136]随着核材料纳米碳酸钠粒径的增大,制得的碳酸钠基荧光材料的激发波长分别为334nm、331nm、343nm、330nm、331nm和337nm,而且在400nm以前没有发射峰,表明制得的碳酸钠基荧光材料中自由的配体很少或配体向铽原子能量传递效率较高。
[0137]实验例3样品的平均荧光寿命
[0138]本实验例所用样品为实施例1?6制得,结果如图4所示,由图4可知:
[0139]碳酸钠基荧光材料的荧光平均荧光寿命与核材料纳米碳酸钠的粒径有关,在核材料纳米碳酸钠的粒径处于155.6nm以下时,碳酸钠基荧光材料的荧光平均寿命随着粒径的增大而增加,当核材料纳米碳酸钠的粒径为141.3nm?155.6nm时,碳酸钠基荧光材料的荧光平均寿命最大,为1.60?10 3s,在155.6?167.5nm的范围内碳酸钠基荧光材料的荧光平均寿命有一个突降
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